JP3072031U - メタルハライド放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンスの容易さと長い耐用期間（少な
くとも１５００時間）を兼ね備えるメタルハライドラン
プを提供すること。 【解決手段】 メタルハライド放電ランプを、１５００
時間以上の長い耐用期間を有し、色温度が５０００Ｋ以
上であり、添加物は少なくとも、ファイアリングガス、
水銀、ハロゲン、ならびにインジウム、タリウム、スズ
を含み、添加物は放電容器に収容されており、かつ希土
類元素を一切含まず、添加物はリチウム置換物としてさ
らに、ハフニウム、ジルコニウムおよびタンタルを個別
にまたは組合わせて含み、放電容器の管壁負荷は少なく
とも５０Ｗ／ｃｍ²であるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は耐用期間の長いメタルハライド放電ランプに関する。より詳細には、 効果照明において使用されるメタルハライド放電ランプ、すなわち色温度が５０ ００Ｋより高くかつ中アーク長の放電ランプに関する。耐用期間は少なくとも１ ５００時間である。

【０００２】

【従来の技術】

ＷＯ９８／４８４４６号明細書には既に、耐用期間の長い（少なくとも１５０ ０時間）メタルハライド放電ランプが開示されており、このランプは３０Ｗ／ｃ ｍ²以上の管壁負荷に好適である。効果照明（色温度が５０００Ｋ以上）への応 用に対しては、添加物（ fill ）は金属、リチウム、インジウム、タリウムおよ びスズを含む。ナトリウムおよび希土類は石英ガラス製の放電容器に対して問題 を生じさせるため、意図的に省いてある。しかし、管壁負荷が乏しいということ は上記の添加物の欠点である。５０Ｗ／ｃｍ²以上の管壁負荷においては相当の ずれが色温度に生じるが、これは原子サイズの小さいリチウムが放電容器の管壁 を通り抜けて拡散してしまうからである。

【０００３】 さらに、ＥＰ４９２２０５号明細書には効果照明用のメタルハライドランプが 開示されており、これは金属としてハフニウムおよび／またはジルコニウムを使 用する。これ以外では、添加物へのその他の添加剤はセシウム、希土類およびコ バルトまたはニッケルだけである。このランプは良好な色再現（平均演色評価数 Ｒａ＞９０）、および良好な赤色再現（Ｒ９＞９０）を実現するが、耐用期間は 約５００ないし７５０時間しかない。

【０００４】 当該ランプは建築および効果照明用に好んで使用される。すなわち、照明に強 いアクセントをつけて特定のエリアを周囲の照明から際立たせるために特に使用 され、例えば個人の家、ギャラリーまたは展示会などで用いられる。この分野に おける光の光学的特性、とりわけ光発生の局所化、ランプ出力に対する光束、お よび色温度といった特性に対する要求は、一般用照明と、投影用照明といった特 殊用途照明のそれぞれに対する要求の間に位置するものと分類される。

【０００５】 上で述べたような当該ランプの技術的特徴に対する要求は、一般用照明の分野 における要求よりも厳しいとはいっても、効果照明の分野においては相当数の店 舗が可能な限り長い耐用期間によっても決められている。これは一方ではランプ 取り替えのコストを削減し、かつランプの取り替えに要する作業を減らすためで あり、他方では信頼性を上げ、かつメンテナンスを容易にするためである。

【０００６】 さらに、良好な演色性および正確な色温度が非常に重要である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、メンテナンスの容易さと長い耐用期間（少なくとも１５００ 時間）を兼ね備えるメタルハライドランプを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記課題は本考案により、メタルハライド放電ランプを、１５００時間以上の 長い耐用期間を有し、色温度が５０００Ｋ以上であり、添加物は少なくとも、フ ァイアリングガス（ firing gas ）、水銀、ハロゲン、ならびにインジウム、タ リウム、スズを含み、前記添加物は放電容器に収容されており、かつ希土類元素 を一切含まず、前記添加物はリチウム置換物としてさらに、ハフニウム、ジルコ ニウムおよびタンタルを個別にまたは組合わせて含み、放電容器の管壁負荷は少 なくとも５０Ｗ／ｃｍ²であるように構成して解決される。

【０００９】

【考案の実施の形態】

リチウムをハフニウム、ジルコニウムおよびタンタルのうちの１つまたは複数 の成分で置換できることが分かった。これらの、リチウムを置換する物質の含有 率は、有利には０．２μｍｏｌ／ｍｌと４．０μｍｏｌ／ｍｌとの間で選択され る。

【００１０】 本考案はまず、メタルハライド放電ランプのバルブの失透、すなわち結晶化の 増加が、基本的にランプの耐用期間を決定するという仮定に基づく。従って、本 考案では添加物として希土類元素を含まないが、これはランプの老化に伴う失透 現象の実質的な原因が、希土類元素にあることが分かったからである。

【００１１】 希土類元素を省くことで、ランプに付加的な利点が得られた。すなわち、失透 を低減させることによる耐用期間の延長に加え、バルブの内壁が黒化する傾向が 弱まった。

【００１２】 従来のファイアリングガスの構成成分に加えて、本考案で使用する添加物はリ チウム置換物であるハフニウム、ジルコニウムおよびタンタルを個別または組合 わせて含む。前記従来のファイアリングガスの構成成分は水銀、ハロゲン、イン ジウム、タリウムおよびスズである。この場合ランプからの放射において、リチ ウム置換物は赤色光を発し、インジウムは青色光、タリウムは緑色光を発する。 これらの元素すべては実質的にスペクトル線を発光するのに対して、管壁負荷が 高くても良好な連続光（ continuum ）をスペクトル線の間に与えるために、ス ズが使用される。驚くべきことに、この添加物組成は、管壁負荷が５０Ｗ／ｃｍ ² 以上であるときだけ機能が最適になる（長い耐用期間および良好なメンテナン スと、良好な照明工学パラメータとを兼ね備える）。

【００１３】 色温度が５０００Ｋ以上、有利には６０００Ｋ以上のランプが好まれる。これ に応じて、上述のように、それぞれのランプ出力のアーク長は中程度の長さであ る。とりわけアーク長を基準とする公称出力は、実施例によると、５０Ｗ／ｍｍ と９０Ｗ／ｍｍとの間である。

【００１４】 高い色温度に設定できるようにするために、ナトリウムをランプ添加物から省 くことが有利である。特に有利には、ランプ添加物は上述の構成成分以外の成分 は含まない。ただし通常の不純物は別である。

【００１５】 有利なハロゲンは従来から公知の元素、ヨウ素および臭素である。すなわち上 記の金属、インジウム、タリウムおよびスズ、またこれに加えてリチウム置換物 はヨウ化物および／または臭化物の形でランプに加えられる。さらに水銀の一部 をヨウ化物または臭化物として加えてもよい。これはバルブが過度に黒化するの を避けるためである。従って、水銀を単体および／またはハロゲン化物として加 えることができる。

【００１６】 以下に示すのは、請求項１に記載する４つの元素に対して有利であると分かっ た濃度範囲である： リチウム置換物：０．２μｍｏｌ／ｍｌ〜４．０μｍｏｌ／ｍｌ、特に０．３ ０μｍｏｌ／ｍｌ〜１．５μｍｏｌ／ｍｌ インジウム：０．３μｍｏｌ／ｍｌ〜３．０μｍｏｌ／ｍｌ タリウム：０．０５μｍｏｌ／ｍｌ〜０．５μｍｏｌ／ｍｌ スズ：０．５μｍｏｌ／ｍｌ〜５．０μｍｏｌ／ｍｌ 上記の濃度範囲は全体的な組合せだけでなく、個々のおよび個別の元素相互の 組合せならびに部分的な組合せにおいても有利である。

【００１７】 本考案は、１ランプにつき２００ないし２５００Ｗの出力範囲において良好な 効果を得るために使用することができるが、この範囲外においても用いることが できる。始めに説明したように、このことは特に効果照明のマーケットにおいて 好適である。このマーケットでは色軌跡（ color locus ）および発光密度（ lu minous density ）に対する要求が、フィルムまたは投影といった方面における 特殊用途への要求よりも弱いからである。しかし、耐用期間の大幅な延長が顕著 に経済的な利点となるのは、まさに効果照明の分野においてである。

【００１８】 商業的に入手可能なランプはたいてい付加的な外部バルブを有する。この場合 には外部バルブと内部バルブとの間を真空にする代わりに、特別な添加ガスを使 用することもできる。本考案は、外部バルブの有無に関わらず好適である。図１ に外部バルブを有する場合の本考案の実施例を示す。

【００１９】 例えば外部バルブは、内部バルブを触れないよう保護するのに有利である。例 えば対向する側部を２つ有する内部バルブを、側部１つだけで接続するランプに おいて使用する場合である。この場合、内部バルブの２つの接続部の１つを、内 部バルブの外壁に沿って他方の側部へ誘導しなければならないが、そのような場 合に外部バルブを設けて接続部に触れてしまうのを防ぐ。最後に、破裂に対する 防御機能の高いことが、外部バルブを有するランプを選択する理由であろう。

【００２０】

【実施例】

３００Ｗランプの放電容器は側部２ヶ所で閉じられており、石英ガラス製であ る。このランプは電極を２つ備え、電極間の平均距離は５．５ｍｍである。この ランプは外部バルブなしで動作するように設計されており、バルブの容積は１． ４ｍｌである。外部バルブを使用すると色温度は僅かに降下するが、これは管壁 温度が上昇するためである。これを補償するために管壁負荷を低減する（すなわ ちランプ出力を低減するか、内部バルブを大きくする）、および／またはリチウ ム置換物のハロゲン化物（ヨウ化物）の比率を減らす。これは所望の色温度レベ ルを得るためである。本実施例では、このレベルは５５００Ｋである。耐用期間 は２０００時間以上である。

【００２１】 ３５０ｈＰａアルゴンのファイアリングガス圧で、４１ｍｇのＨｇを使用する 。その他の構成成分は０．６３ｍｇのＩｎＴ、０．６７ｍｇのＳｎＢｒ₂、０． １２ｍｇのＴｌＩである。さらに、５０Ｗ／ｃｍ²以上の管壁負荷（公称出力５ ５Ｗ／ｍｍ）を実現するために、３通りの実現例において表１に示す成分を加え た。

【００２２】

【表１】

【００２３】 物理的な設計は従来の形式であり、例えばＥＰ−Ａ４９２２０５号明細書に説 明されている形式に対応する。本明細書では対応する明細書を参照している。

【図面の簡単な説明】

【図１】メタルハライド放電ランプの実施例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ メタルハライド放電ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ハンス−ヴェルナー ゲリング ドイツ連邦共和国 ベルリン ゲーテシュ トラーセ 48

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １５００時間以上の長い耐用期間を有
   し、 色温度が５０００Ｋ以上であり、 添加物は少なくとも、 ファイアリングガス、水銀、ハロゲン、ならびにインジ
   ウム タリウム スズ、を含み、 前記添加物は放電容器に収容されており、かつ希土類元
   素を一切含まず、 前記添加物はリチウム置換物としてさらに、ハフニウ
   ム、ジルコニウムおよびタンタルを個別にまたは組合わ
   せて含み、 放電容器の管壁負荷は少なくとも５０Ｗ／ｃｍ²であ
   る、ことを特徴とするメタルハライド放電ランプ。
2. 【請求項２】 アーク長を基準とする公称出力は５０な
   いし９０Ｗ／ｍｍである、請求項１記載のランプ。
3. 【請求項３】 色温度は６０００Ｋ以上である、請求項
   １記載のランプ。
4. 【請求項４】 金属濃度は、 リチウム置換物：０．２０μｍｏｌ／ｍｌ〜４．０μｍ
   ｏｌ／ｍｌ インジウム：０．３０μｍｏｌ／ｍｌ〜３．０μｍｏｌ
   ／ｍｌ タリウム：０．０５μｍｏｌ／ｍｌ〜０．５μｍｏｌ／
   ｍｌ スズ：０．５μｍｏｌ／ｍｌ〜５．０μｍｏｌ／ｍｌ である、請求項１記載のランプ。