包括成形陶瓷放电容器的金属卤化物灯.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200880012797.X

申请日:

2008.04.16

公开号:

CN101663728A

公开日:

2010.03.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):H01J 61/30登记生效日:20170306变更事项:专利权人变更前权利人:皇家飞利浦有限公司变更后权利人:飞利浦灯具控股公司变更事项:地址变更前权利人:荷兰艾恩德霍芬变更后权利人:荷兰埃因霍温|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):H01J 61/30变更事项:专利权人变更前:皇家飞利浦电子股份有限公司变更后:皇家飞利浦有限公司变更事项:地址变更前:荷兰艾恩德霍芬变更后:荷兰艾恩德霍芬|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01J 61/30申请日:20080416|||公开

IPC分类号:

H01J61/30; H01J61/82

主分类号:

H01J61/30

申请人:

皇家飞利浦电子股份有限公司

发明人:

J·T·范德艾登; O·G·斯塔帕斯; J·J·F·G·休茨

地址:

荷兰艾恩德霍芬

优先权:

2007.4.20 EP 07106599.9

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

景军平;刘 红

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内容摘要

本发明提供一种具有陶瓷放电容器的金属卤化物灯,其中放电容器具有类似椭球体的形状,且具有长度L1且最大外径D2,放电容器还具有弯曲的最末端和在该弯曲的最末端处的开口,该弯曲的最末端具有曲率r3。放电容器具有1.1≤L1/d2≤2.2的纵横比L1/d2和0.7≤r3/d2≤1.1的形状参数r3/d2。这种灯具有可在相对高功率操作的优点。而且,该灯具有相对较高的效能。此外,该灯可水平地和竖直地操作,即,其能适合于通用燃烧。

权利要求书

1: 一种包括陶瓷放电容器(1)的金属卤化物灯(25),其中所述 放电容器(1)具有封闭放电空间(22)的壁(30),所述放电空间(22) 具有可电离填充物,所述放电空间(22)还封闭具有电极末端(4b,5b) 的电极(4,5),所述电极末端(4b,5b)被布置成彼此相对且被布置成 在所述灯(25)操作期间在所述电极末端(4b,5b)之间限定放电电弧, 所述放电容器(1)具有类似椭球体的形状,具有长轴(60)和长度L1, 最大直径d1和最大外径d2且还具有弯曲的最末端(114,115),所述 弯曲的最末端(114,115)具有半径为r3的曲率,其中纵横比L1/d2 为1.1≤L1/d2≤
2: 2且第一形状参数r3/d2为θ.7≤r3/d2≤1.1。 2.根据权利要求1所述的金属卤化物灯(25),其中所述电极末端 (4b,5b)被布置成彼此距离为L3且0.4≤L3/L1≤0.7。
3: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中所 述形状参数为0.75≤r3/d2≤0.9。
4: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中所 述纵横比是1.3≤L1/d2≤1.7。
5: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中所 述放电容器(1)的壁厚(w1)在0.5mm至2mm的范围。
6: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中额 定功率为至少150w。
7: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中 所述放电容器(1)还包括突伸端塞(34,35),所述突伸端塞(34,35) 包围所述电极(4,5)的至少部分。
8: 根据前述权利要求中任一项所述的金属卤化物灯(25),其中 所述可电离填充物包括NaI、TlI、CaI 2 和碘化X,其中x是选自稀土 金属、钪和钇中的一种或多种元素。
9: 根据权利要求8所述的金属卤化物灯(25),其中x是选自Sc、 Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Nd中的 一种或多种元素。
10: 根据权利要求8或9所述的金属卤化物灯(25),其中x是选 自Ce、Pr和Nd中的一种或多种元素。
11: 根据权利要求8至10中任一项所述的金属卤化物灯(25),其 中所述可电离填充物还包括选自Mn和In的一种或多种卤化物。
12: 根据权利要求8至11中任一项所述的金属卤化物灯(25), 其中摩尔百分比碘化X/(NaI+TlI+CaI 2 +碘化X(视情况+MnI 2 和 /或InI))在0至10%的范围,特别地在0.5至7%的范围,更特别地在 1至6%的范围。
13: 根据权利要求8至12中任一项所述的金属卤化物灯(25), 摩尔百分比CaI 2 /(NaI+TlI+CaI 2 +碘化X(视情况+MnI 2 和/或InI)) 在10至95%的范围。
14: 根据权利要求8至13中任一项所述的金属卤化物灯(25), 在所述放电容器(1)中,NaI,TlI,CaI 2 和碘化X(视情况+MnI 2 和/ 或InI)的量在0.001至0.5g/cm 3 范围,特别是在0.025至0.3g/cm 3 的范 围。
15: 根据权利要求8至14中任一项所述金属卤化物灯(25),其在 操作期间具有至少115lm/W的功率。
16: 根据权利要求8至15中任一项所述的金属卤化物灯(25),在 操作期间发出超过3500K的相关色温CCT的光,其中放电空间的填充 物还包括选自Mn和In的一种或多种卤化物。
17: 根据权利要求8至16中任一项所述的金属卤化物灯(25),其 中所述灯具有18至30W/cm 2 的壁负荷。

说明书


包括成形陶瓷放电容器的金属卤化物灯

    【技术领域】

    本发明涉及一种包括陶瓷放电容器,特别是成形陶瓷放电容器的金属卤化物灯。

    背景技术

    金属卤化物灯是本领域中已知的且描述于(例如)EP 0215524和WO 2006/046175中。这种灯在高压力下操作且具有燃烧器或陶瓷放电容器,陶瓷放电容器例如包括可电离的气体填充物,例如NaI(碘化钠)、TlI(碘化铊)、CaI2(碘化钙)和/或REIn。REIn是指稀土碘化物。金属卤化物灯的典型稀土碘化物是CeI3、PrI3、NdI3、DyI3和LuI3。

    用于金属卤化物的最当前的放电容器如在(例如)DE 20205707中描述为球形,如在(例如)EP 0215524或WO 2006/046175中描述为圆柱形,或者如在(例如)EP 0841687(US 5,936,351)中描述为延长的球形。后一个文献描述了用于高压放电灯的陶瓷放电容器,其由圆柱形中部和两个半球形端件构成,其中中部的长度小于或等于端件的半径。以此方式改进了放电容器的等温条件。

    【发明内容】

    这些现有技术金属卤化物灯或陶瓷放电金属卤化物灯(CDM灯)具有以下一种或多种缺陷:它们的流明维持率(lumen maintenance)小于所需要的流明维持率。另一缺陷在于高显色性与高效能(例如大约110lm/W或更高)的组合似乎不容易实现,高显色性由常用的一般显色指数Ra表示,也被称作CRI,高显色性的显色指数的值大约为90或更高。对色谱中的红色部分特别重要且由R9表示的九种标准颜色的显色性通常在非常低的值时非常差,甚至可能被否定。特别是当它们以大约150W或更高的相对较高的功率操作时,这种现有技术灯有时具有另外的缺陷:它们并不适合于通用燃烧,即,在通用位置燃烧,且因此可(例如)以燃烧器(放电容器)的竖直布置的方式操作以防止在燃烧器或其突伸端塞中出现裂纹,裂纹可能会导致燃烧器爆炸。

    本发明的目的在于提供一种替代性金属卤化物灯,其优选地还排除了上文所述缺陷中的一或多个缺陷。

    为此目的,本发明提供一种包括陶瓷放电容器的金属卤化物灯,其中放电容器具有封闭放电空间的壁,该放电空间具有可电离填充物,该放电空间还封闭具有电极末端的电极,电极末端彼此相对布置且被布置成在灯操作期间在电极末端之间限定放电电弧,放电容器具有类似椭球体的形状,具有长轴和长度L1(外部长度),最大内径d1和最大外径d2,且还具有曲率半径为r3的弯曲的最末端,其中纵横比L1/d2为1.1≤L1/d2≤2.2且第一形状参数r3/d2为0.7≤r3/d2≤1.1。

    这种灯具有以下优点:其可以相对较高的功率(例如超过大约150W功率)操作。而且,灯具有相对较高的效能;在这些较高的功率值超过115lm/W的效能是可能的。此外,灯可水平地且竖直地操作,即,其能适合于通用燃烧。与现有技术灯相比较,这种灯还表现出在其寿命期间不易在放电容器中形成裂纹。举例而言,当使用形状参数为0.5的灯(这并不在要求保护的范围)时,通常会在处在高功率值时的放电容器壁中观察到裂纹。同样,具有大形状参数的放电容器常常会示出裂纹。但根据本发明的灯的放电容器的形状提供稳定性同时允许灯操作期间具有高功率以及高效能和通用燃烧性。

    在优选实施例中,电极末端布置成彼此距离为L3,且第二空间参数L3/L1处在0.4≤L3/L1≤0.7的范围。在这个范围内,得到稳定放电容器(操作),而不在这个范围的话,裂纹的形成会增加。

    在一特定实施例中,放电容器还包括突伸端塞,突伸端塞包围电极的至少部分。

    在优选实施例中,可电离的填充物包括NaI、TlI、CaI2和碘化X,其中X是选自稀土金属、钪和钇中的一或多种元素。特别地,根据本发明具有这些填充物的灯示出良好的光学性质和维持率。在又一优选实施例中,放电空间的填充物还包括选自Mn和In的一或多种卤化物,其特别适用于获得具有高相关色温(CCT)的灯。因此,在一实施例中,可电离填充物还包括Mn和In的一或多种卤化物,尤其是Mn和/或In的碘化物。

    【附图说明】

    现将参看所附示意图以举例说明的方式对本发明的实施例展开描述,在附图中相对应的参考符号表示相对应的部件:

    图1以侧视图示意性地描绘了根据本发明灯的一般实施例,未示出放电容器的细节;

    图2以侧视图示意性地示出根据本发明地灯的一般实施例,其具有如本文所述的成形放电容器(未按照比例绘制);

    图3更详细地示意性地示出根据本发明的实施例的灯的成形放电容器(未按照比例绘制);以及

    图4根据纵横比和形状参数示意性地描绘了多个成形放电容器(未按照比例绘制)。

    【具体实施方式】

    灯的总体描述

    金属卤化物灯或陶瓷放电金属(CDM)卤化物灯是众所周知的。这种金属卤化物灯的实施例在图1中示意性地描绘。一般而言,此处用附图标记25所标注的金属卤化物灯包括放电容器1,放电容器1被外封壳105以一定间隙包围且具有陶瓷壁或容器壁30(具有内表面12和外表面13,参看图2),陶瓷壁或容器壁30封闭放电空间22,放电空间22具有填充物,填充物包括诸如氙(Xe)或氩(Ar)的惰性气体和可电离的盐,且两个电极4和5布置于所述放电空间22中。放电容器1由外泡壳或外封壳105包围,外泡壳或外封壳105在一端具备灯帽2。外封壳105可为真空或充满诸如氮气的惰性气体。在操作中,放电在电极4与5之间延伸。电极4经由电流导通导体8连接到第一电触点,第一电触点形成灯帽2的部分。电极5经由电流导通导体9连接到第二电触点,第二电触点形成灯帽2的部分。

    在图1至图4的示意中,放电容器1还包括突伸端塞34、35,每个突伸端塞位于一侧且每个突伸端塞被布置成分别封闭电极4、5的至少部分。但本发明也适用于不包括这种突伸端塞34、35的放电容器1(请一并参看下文)。

    在本申请的说明书和权利要求书中,陶瓷壁30被理解为表示诸如蓝宝石或致密烧结多晶Al2O3的金属氧化物壁和例如ALN的金属氮化物壁。根据目前工艺水平,这些陶瓷非常适合形成半透明放电容器壁30。

    图2更详细地示出灯的优选实施例。示意性地描绘了成形放电容器1。所示出的灯未按照真实比例绘制。图2示出具有电极末端4b、5b的电极,电极末端4b、5b具有一定相互间距以便在灯操作期间在它们之间限定放电路径。在该实施例中,每个电极4、5由进入放电容器1的电流导通导体20、21支承。电流导通导体20、21优选地包括由诸如Mo-Al2O3金属陶瓷的抗卤化物材料制成的第一部分和由例如铌制成的第二部分。选择铌是因为这种材料具有与放电容器1的热膨胀系数相对应的热膨胀系数并防止从灯25泄露。从例如EP0587238(其以引用的方式结合到本文中,其中描述了Mo圈-杆配置)知道其它可能的构造。电流导通导体可利用密封10而密封到突伸端塞34、35内。

    可电离填充物的总体描述

    可电离填充物一般包括盐(包括盐的混合物)。在本发明中所用的可电离填充物优选包括选自Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、In、Tl、Sn、Mn和Zn的碘化物的一或多种组分,尤其是选自LiI、NaI、KI、RbI、CsI、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、ScI3、YI3、LaI3、CeI3、PrI3、NdI3、SmI2、EuI2、GdI3、TbI3、DyI3、HoI3、ErI3、TmI3、YbI2、LuI3、InI、TlI、SnI2、MnI2和ZnI2的一或多种组分。而且,如本领域中已知的那样,放电空间22通常包含Hg(汞)和诸如Ar(氩)或Xe(氙)的启动气体。在根据本发明的灯的优选实施例中,放电容器1还包含汞(Hg)。在替代实施例中,放电容器1不含汞,即,填充物的量不将所存在的汞量考虑在内。将汞以本领域技术人员已知的量定量给料到放电容器1内。

    可电离填充物优选地包括NaI、TlI、CaI2和碘化X,其中X是选自稀土金属、钇和钪的一或多种元素。因此X可由单种元素或由两种或两种以上的元素的混合物形成。为了简便起见,术语“稀土”和“X”包括Sc和Y。

    X优选地选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Nd。更优选地,X选自Ce、Pr和Nd。在一实施例中,X是Dy。在另一实施例中,X是Ce。元素Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Na、Tl、Ca和I分别代表钪、钇、镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钠、铊、钙和碘。因此,X碘化物还可包括多种不同的碘化物。在再一实施例中,可电离填充物还包括锰和/或铟的卤化物,特别是碘化物(结合着参看下文)。

    在根据本发明的灯25的优选实施例中,X全部为稀土,且摩尔百分比的比例碘化X/(NaI+TlI+CaI2+碘化X(视情况+MnI2和/或InI))为大于0%直到最大10%,特别是在0.5%至7%的范围,更特别地是在1%至6%的范围。若X的量过低,实验证明电极可到达过高的温度值而不能令人满意地操作。若X的量超过所示最大值,在灯操作期间维持放电容器1中的W-卤化物循环会变得更加困难。

    若X全部为稀土(包括Sc和Y),则摩尔百分比比例CaI2/(NaI+TlL+CaI2+碘化X(视情况+MnI2和/或InI))优选地在10%至95%的范围。在根据本发明的灯的另一优选实施例中,NaI、TlL、CaI2和碘化X(视情况+MnI2和/或InI)的量在0.001至0.5g/cm3的范围,特别是在0.005至0.3g/cm3的范围。取决于灯功率,放电容器的体积优选地在1.0与10.0cm3之间的范围。可电离气体填充物的典型量为大约5至50mg的盐剂量。

    为了使灯在其稳定标称操作期间发出高于3500K色温(CCT)的光,根据本发明的灯的优选实施例的填充物还包括选自Mn和In的一或多种卤化物。添加了Mn和/或In的卤化物,可主要沿着具有x,y-坐标的CIE色三角的x轴来调整由灯所发出的光的色点。

    改变填充物中TI卤化物的量对于沿着y轴调整色点具有主要影响。在这方面,稳定标称操作被理解为表示灯25在其所设计的功率和电压操作。灯25的设计功率被称作标称功率或额定功率。如本文所定义的壁负荷是灯功率除以不包括可选突伸端塞34、35的外壁13的表面。本发明的灯25的表面13上的放电容器壁的典型壁负荷在大约18至30W/cm2的范围,特别是在大约20至28W/cm2的范围。在内壁的表面12上的负荷通常在大约25至35W/cm2的范围。

    优选的填充物在WO2005/088675中有描述,WO2005/088675以引用的方式结合到本文中。

    成形放电容器

    现将详细地描述本发明的灯25的放电容器。在图3中(未按照比例绘制)示意性地描绘了优选实施例,其包括诸如突伸端塞34、35的可选特征构件。图3示出具有陶瓷壁30的金属卤化物灯25的放电容器1的实施例,陶瓷壁30封闭放电空间22,放电空间22包含可电离填充物。两个钨电极4、5位于放电容器1中,钨电极的电极末端4b、5b的相互距离为L3。在这个示意性描绘的实施例中,放电容器1由陶瓷突伸端塞34、35闭合并以窄的间隔空间封闭电流导通导体20、21,电流导通导体20、21连接到位于放电容器1中的电极4、5,在远离放电空间22的端部,放电容器1利用熔化陶瓷接头或密封10以气密方式连接到这些导体20、21(结合参看上文)。但本发明并不限于图3所描绘的实施例,也参看(例如)图4。下文对放电容器1的描述首先集中于本发明的灯25的成形放电容器1的一般方面,且然后论述某些优选实施例。

    放电容器1具有封闭放电空间22的壁30,放电空间22具有可电离填充物。放电空间封闭带电极末端4b、5b的电极4、5。

    放电容器1具有类似椭球体的形状,椭球体的形状具有长轴60和外部长度L1,最大内径d1和最大外径d2。而且,放电容器1具有弯曲的最末端114、115和在弯曲的最末端114、115处(或内)的开口54、55。这些开口54、55被布置成包围电极4、5。弯曲的最末端114、115具有半径为r3的曲率。本发明灯的成形放电容器1由纵横比AR=L1/d2和第一形状参数SP=r3/d2限定。

    椭球体是本领域中已知的且通过绕椭圆的长轴之一旋转椭圆而获得。本发明的放电容器1具有类似椭球体的形状,更特别地为扁长的类似椭球体的形状(即,类似于橄榄球的形状)。扁长的椭球体具有标注为附图标记60的长轴和标注为附图标记61的短轴;长轴60大于短轴61。

    图4示意性地描绘了多个可能的放电容器构造,这些可能的放电容器构造有的在本文所述的纵横比和形状参数值的范围内,有些不在本文所述的纵横比和形状参数值的范围内。因为本发明的灯25的放电容器1处在低的纵横比AR和小的第一形状参数SP值时可具有接近球形的形状,所以使用术语“类似椭球体的形状”。处在中等纵横比和第一形状参数值时,放电容器1基本上具有椭球体形状。当纵横比AR进一步增加时,特别地超过大约1.5时,放电容器1可由具有中央圆柱形部分的椭球体来表征。在图4中,其由圆柱形中间部分116表示,圆柱形中间部分116在较低的纵横比和较低的形状参数时可(基本上)不存在,但特别地在相对较高的纵横比时存在。因此,本发明的灯的放电容器的形状从接近球形变成类似雪茄的形状。这些形状在本文中表示为“类似椭球体的形状”。

    由于放电容器1具有类似椭球体的形状,这也暗示出形状接近球形的放电容器1在整个弯曲的最末端114、115处具有基本上恒定的半径r3。但是,在某些实施例中,当放电容器1的形状从接近球形偏离且形状更像椭球体时,半径r3在整个弯曲的最末端114、115处可变。因此半径r3也可表示为平均半径r3。如对于本领域技术人员而言将会是显而易见的那样,可通过求沿着弯曲部分轮廓的局部曲率的积分并除以求积分的曲率所沿着的轮廓长度来导出平均曲率l/r3。

    本发明的灯25的放电容器1基本上绕长轴60对称。为了清楚起见,在图3中绘制出坐标系统,其中长轴60沿着y轴延伸且短轴61沿着垂直于y轴的z轴延伸。放电容器1基本上绕长轴60旋转对称。而且,绘制出穿过放电容器1的纵轴100。长轴60与此纵轴的部分重合。可选突伸端塞34和35(参看上文和下文)也绕放电容器的纵轴100(和因此实际上也绕长轴60)旋转对称。

    放电容器具有最大内半径r1和最大外半径r2,最大内半径r1即从长轴60到容器壁30的内表面12的垂线长度,最大外半径r2即从长轴60到容器壁30的外表面13的垂线长度。因此,放电容器1具有等于r2-r1的壁厚w1。厚度w1优选地在放电容器的整个壁30上基本上相等。放电容器1优选地具有在0.5至2mm,更优选地大约0.8至1.2mm的范围的壁厚w1。如图3所示,放电容器1还具有最大内径d1,即沿着长轴60的垂线所测量的从内表面12到相对的内表面的容器的最大直径。这个内径d1等于放电容器1内短轴61的长度。而且,放电容器1具有最大外径d2。外径d2等于短轴61的长度。如对于本领域技术人员显而易见,(d1+d2)/2=w1。

    具有最大直径d2的放电容器1的部分或区域表示为中间区域116。实际上,本发明的放电容器1可被认为是两个弯曲的部分或弯曲的最末端114、115,在它们之间有中间区域116,中间区域116可(例如)为圆柱形。仅出于简要目的示出了这些区域或部分114、115和116。

    放电容器1的最末端114和115是弯曲的。应当指出的是,在图中,突伸端塞34和35连接到这些最末端。突伸端塞是可选的且将在下文中描述。这些弯曲的最末端具有半径为r3(参看上文)的特定曲率(或平均曲率)。由于放电容器绕其长轴旋转对称且优选地也绕其短轴61对称,这些弯曲的最末端114、115的曲率从长轴60与短轴61的交点(顶点)在每一侧上是相同的。容器1被表征为AR=L1/d2,其中1.1≤L1/d2≤2.2,以及第一形状参数SP=r3/d2,其中0.7≤r3/d2≤1.1。

    弯曲的最末端114和115具有开口54和55,其被布置成至少部分地封闭或包围电极4和5。应当指出的是电极4、5或更精确地电流导通导体20、21可直接烧结到放电容器的壁30上,但也可部分地整合到突伸端塞34、35内。而且,电流导通导体20、21也可分别直接烧结到突伸端塞34、35内,或利用密封10密封到突伸端塞34、35内。无论如何,电流导通导体20、21以真空密闭方式布置于放电容器1中。

    电极4、5经由包围电极的至少部分的开口54和55进入放电容器1。开口54、55之间的相互距离,或者从长轴60的一侧到长轴60的另一侧的距离被表示为放电容器1的长度L1(或外部长度L1)。因此,长度L1等于长轴60的长度且直径d2等于短轴61的长度。电极4、5具有电极末端4b和5b,电极末端4b和5b以相互距离L3布置。这个距离通常也表示为ED或EA。应当指出的是电极4、5沿着长轴60位于放电容器1中。

    因此本发明提供一种包括陶瓷放电容器1的金属卤化物灯25,陶瓷放电容器1具有封闭放电空间22的壁30,放电空间22具有可电离填充物,放电空间22还封闭具有电极末端4b、5b的电极4、5,电极末端4b、5b被布置成彼此相对且被布置成在灯25操作期间限定电极末端4b、5b之间的放电电弧,放电容器1具有类似椭球体的形状,其具有长轴60和长度L1,最大内径d1和最大外径d2且还具有弯曲的最末端114、115和在弯曲的最末端114、115处的开口54、55,开口54、55被布置成包围电极4、5或电流导通导体20、21,且弯曲的最末端114、115具有曲率r3,其中纵横比AR=L1/d2为1.1≤L1/d2≤2.2,且第一形状参数SP=r3/d2为0.7≤r3/d2≤1.1。

    关于纵横比AR和第一形状参数SP且特别是当使用如上文所述的优选可电离填充物(即,NaI、TlI、CaI2和碘化X和视情况具有MnI2和/或InI)时,表明在这些形状条件下使用的灯25具有优异的光学性质、维持率、效能和通用燃烧。

    在第一形状参数SP和纵横比AR的更大或更小的值,常出现裂纹,导致灯故障。在其中使用接近大约1.0纵横比AR的某些情况下出现相对较低的效能。在其中使用例如0.5的形状参数SP的其它情况下,在放电容器壁中常观察到裂纹,特别是处在高功率值时。效能减小到L1/d2的较低值。在L1/d2的较高值,故障风险增加。如果形状参数r3/d2过低或过高,故障风险也将增加。因此,表明特别是在如上文所限定的放电容器1的条件下,本发明的灯25具有以下优点:高效能、在通用燃烧位置的良好维持率和良好的光学性质(CRI(显色性)、R9和色温CCT的相对较高的值)以及较长的寿命。本发明的灯在操作期间可获得至少110lm/W的效能(在额定功率稳定操作)和甚至至少115lm/W效能(在额定功率的稳定操作)。

    第一形状参数0.75≤r3/d2≤0.9和/或纵横比1.3≤L1/d2≤1.7的灯25在效能、显色性和长寿命方面是特别有利的。

    灯可被制成具有范围在大约20W至大约1000W或更高的任何合适的标称功率值。灯优选地被制成具有超过100W,更优选地超过150W(甚至高达或超过1000W)的瓦特数,其适合于通用燃烧位置。因此,灯25的额定功率可大于100W,优选地为大约150W或更高,优选地在150W至1000W的范围,但更大的功率值也是可能的。典型瓦特数为(例如)150W、210W、315W、400W、600W和1000W。

    此外,电极末端4b、5b之间的距离L3和放电容器1的长度L1的比例有利地在0.4至0.7的范围。以此方式,电极(末端)到放电容器的壁30(即,特别是其内表面12)的距离足以防止或减小裂纹形成。因此,表示为第二空间参数SPP的比例L3/L1优选地为0.4≤L3/L1≤0.7。如果第二空间参数SPP=L3/L1小于大约0.4,灯效能将变得过低,且如果第二空间参数超过0.7,电极末端4b、5b可能会过于靠近壁30,这导致放电容器1出现裂纹。

    在优选适用的具体变型中,放电容器1还包括突伸端塞34、35,如在图2至图4中示意性地描绘。与放电容器的壁30一起,这些突伸端塞34、35可构成一个主体。突伸端塞34、35绕纵轴100旋转对称且被布置成分别封闭电流导通导体20和21。导体20、21可利用密封10 密封到突伸端塞34、35内,或者可不使用形成密封10的单独的密封材料而直接密封到插塞34、35内。突伸端塞分别具有内径d6、d7和外径d4、d5。而且,突伸端塞34、35具有壁宽度w2,壁宽度w2优选地基本上等于陶瓷放电容器的壁30的宽度w1。插塞34、35分别具有优选地基本上相等的长度L4、L5。因此,在一实施例中,在弯曲的最末端114、115处的开口54、55可被布置成包围电极4、5(特别是当不使用突伸端塞34、35时),且在另一实施例中,它们被布置成包围电流导通导体20、21。

    在最末端114、115的端部,放电容器1的壁30在突伸端塞34、35的方向中具有与半径r3的曲率不同的另外的曲率。这个曲率表示为半径r4。这个弯曲部分大体上为弯曲的最末端114、115的仅一小部分。曲率半径r4大体上为大约0.5至3.0mm,优选地为1.0至2.0mm。

    本发明还涉及将要用于车辆前照灯中的金属卤化物灯25和包括根据本发明的灯25的前照灯。

    实例

    做出很多实验灯。做出并测量具有本文所描述且符合上文所述的标准的放电容器1以及纵横比和形状参数不符合这些标准的放电容器的某些实例和比较实例。给出所做出的灯的概述,其具有表1中的放电容器尺寸、根据表2的填充物和在表3中给出的结果。

    表1:实验灯的放电容器(燃烧器)的设计

      灯 AR=L1/d2  SP=r3/d2  SPP=L3/L1  d1  L1  r3  r4  d2  w1  L4,L5  d4,d5  d6,d7  L3  mm  mm  mm  mm  mm  mm  mm  mm  mm  mm  1 1.41  0.83  0.62  16.4  26.0  15.3  2.0  18.4  1.0  17.8  4.0  1.6  16.0  2 1.41  0.83  0.62  16.4  26.0  15.3  2.0  18.4  1.0  17.8  4.0  1.6  16.0  3 1.41  0.83  0.62  16.4  26.0  15.3  2.0  18.4  1.0  17.8  4.0  1.6  16.0  4 1.43  0.83  0.52  13.3  21.3  12.3  2.0  14.9  0.8  18.0  2.6  1.0  11.0  5 1.43  0.83  0.52  13.3  21.3  12.3  2.0  14.9  0.8  18.0  2.6  1.0  11.0  6 1.42  0.83  0.57  10.8  17.6  10.3  1.5  12.4  0.8  16.0  2.6  1.0  10.0

      7  1.42  0.83  0.57  10.8  17.6  10.3  1.5  12.4  0.8  16.0  2.6  1.0  10.0  8  2.26  0.50  0.75  11.7  31.0  6.9  2.0  13.7  1.0  17.8  4.0  1.6  23.1  9  1.45  0.50  0.66  15.0  24.6  8.5  2.0  17.0  1.0  17.8  4.0  1.6  16.2  10  1.05  0.50  0.59  18.0  20.9  10.0  2.0  20.0  1.0  17.8  4.0  1.6  12.4  11  1.43  0.83  0.56  13.3  21.3  12.3  2.0  14.9  0.8  18.0  2.6  1.0  12.0  12  1.39  0.78  0.59  23.5  35.5  20.0  2.0  25.5  1.0  20.2  4.0  1.6  21.0  13  1.41  0.83  0.71  16.4  26.0  15.3  2.0  18.4  1.0  17.8  4.0  1.6  18.5

    表2:实验灯的填充物

      灯  Hg剂量  (mg)  Ar填充压力  (mbar)  盐剂量  (mg)  盐组分(mol%)  1  43  400  30  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  2  18  400  30  NaI 4.3/TlI 1.2/CaI290.5/CeI33.2/InI0.9  3  18  400  30  NaI 4.3/TlI 1.2/CaI288.2/CeI33.2/MnI23.2  4  18  100  16  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  5  17  100  16  NaI 4.3/TlI 1.2/CaI290.5/CeI33.2/InI0.9  6  13  100  16  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  7  12  100  16  NaI 4.3/TlI 1.2/CaI290.5/CeI33.2/InI0.9  8  16  400  30  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  9  42  400  30  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  10  60  400  30  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  11  17  100  17  NaI 10.5/TlI 1.1/CaI281.3/CeI31.9/InI0.8/  MnI24.4  12  52  400  50  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3  13  36  400  30  NaI 23.9/TlI 2.9/CaI271.8/CeI31.3

    表3:实验灯的结果

      灯 瓦特数(W)流明输出(lm)  效能(lm/W)  CCT(K)  CRI  故障  1 32039216  123  3022  90  无  2 32038137  119  4230  88  无  3 32037242  116  4305  91  无  4 21024696  118  3133  91  无

      5  210  23809  113  4052  85  无  6  143  16698  117  3001  90  无  7  143  16409  115  4560  86  无  8  320  38429  120  4263  76  是  9  320  38174  119  3183  85  是  10  320  35578  111  3253  88  是  11  205  23741  116  3819  95  无  12  1000  125838  126  3673  90  无  13  320  39755  124  3115  90  是

    这些数据示出具有如上文所限定的放电容器1的根据本发明的灯25,即灯1-7,11-12具有优异的性质,而非根据本发明的放电容器8、9和10示出故障(裂纹等)或具有相对较低的效能。灯10类似于在EP0841687中的灯(SP大约0.5)。根据本发明的所有灯具有60或更高的R9。

    应当指出的是上述实施例说明本发明而非限制本发明,且在不偏离所附权利要求书的范畴的情况下,本领域技术人员应能够设计许多替代实施例。在权利要求书中,置于括号中的任何附图标记不应被认为限制权利要求。使用动词“包括”和其变化形式并不排除在权利要求中所陈述的这些要素或步骤之外的要素或步骤的存在。在元件之前的词语“一”并不排除多个这样的要素的存在。本发明可利用包括若干不同要素的硬件和利用合适地编程的计算机来实施。在列举若干机构的装置项中,这些机构中的若干机构可由同一个硬件项目实施。在相互不同的附属权利要求中引用某些措施的简单事实并不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。

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本发明提供一种具有陶瓷放电容器的金属卤化物灯,其中放电容器具有类似椭球体的形状,且具有长度L1且最大外径D2,放电容器还具有弯曲的最末端和在该弯曲的最末端处的开口,该弯曲的最末端具有曲率r3。放电容器具有1.1L1/d22.2的纵横比L1/d2和0.7r3/d21.1的形状参数r3/d2。这种灯具有可在相对高功率操作的优点。而且,该灯具有相对较高的效能。此外,该灯可水平地和竖直地操作,即,其能适合。

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