防止发生脱玻的无电极放电灯和无电极放电灯装置制造方法及图纸

一种能防止由于用金属卤化物特别是ⅢＢ族金属和卤素组成的化合物作为发光物质而发生脱玻的无电极放电灯及其装置。脱玻起因如下：金属原子从发光物质中游离出并沉积在弧光管表面上，并随发光物质的激发和发光而熔化。基于此认识，将一种物质添加到弧光管内部以防止弧光管壁熔化从而延长灯寿命。具体说，添加物质为含卤素的另一金属卤化物，但添加金属卤化物的金属化合价高于金属卤化物发光物质的金属化合价。通过控制添加金属卤化物的量可控制弧光管中卤素的比例。采用本结构，可防止发生脱玻同时保持放电稳定性。通过添加构成金属卤化物发光物质的金属单质也可防止脱玻。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请基于日本申请No.10-299391，在这里作为参考引入。本申请涉及能够防止发生脱玻(devitrification)的无电极放电灯，以及使用无电极放电灯的无电极放电灯装置。常规无电极放电灯的一个例子公开在日本特许专利申请No.9-120800，其中使用卤化铟作为发光物质。在下文中，使用卤化铟作为发光物质的无电极放电灯称做铟灯。由于由卤化铟的分子照射光的连续光谱，因此铟灯有优良的彩色再现特性和高效的光学特性。特别是，现已公知作为卤化铟使用的溴化铟(InBr)提供了很高的发光效率(“Novel High Color Rendering Electrodeless HID LampContaining InX，”A.Hochi，M.Takeda，S.Horri，T.Matsuoka，IDW‘96proceedings，pp435-438)。一般来说，有电极的金属卤化物灯(下文称做金属卤化物灯)的每一个由多种不同的发光物质组成，以提高发光效率和彩色再现特性。由此，随着这种金属卤化物灯连续地发光和发光物质的消耗，弧光管内存在的发光物质之间的比例改变，发光的颜色也改变。相反，仅由一种发光物质填充的无电极放电灯铟灯，可以获得和金属卤化物灯相同或更高的发光效率和彩色再现特性，很难改变它的发光颜色。然而，常规的铟灯存在一个问题与使用硫作为发光物质的无电极放电灯(下文称做硫灯)相比，为弧光管材料的石英玻璃很快发生脱玻，发光降低，灯的寿命减小。硫灯公开在例如日本特许专利申请No.6-132018中。例如对常规的铟灯进行连续的发光测试显示测试件发光10,000小时之后，在测试件的最极端的样品中，弧光管内约三分之一的面积内发生脱玻。因此本专利技术的一个目的是提供一种能防止发生脱玻并且寿命长的无电极放电灯，以及一种使用无电极放电灯的无电极放电灯装置。以下为本专利技术人如何获得本专利技术的详细说明。与常规的金属卤化物灯相比，常规的铟灯的脱玻很独特常规铟灯的脱玻使弧光管的颜色变黄，而常规金属卤化物灯的脱玻使颜色变白。此外，在常规铟灯内发生脱玻的区域既不属于弧光管的最高温度区也不属于最低温度区。此外，在弧光管内不含有与弧光管的材料石英玻璃强烈反应的物质。由此可以推断常规铟灯的脱玻发生在与常规金属卤化物灯不同的工艺中。本申请的专利技术人分析了常规的铟灯，通过研究分析的结果获得了有关常规的铟灯的独特发现，并根据发现完成了本专利技术。现在，下面结合本专利技术人假设铟灯发生的脱玻的工艺介绍分析结果。首先，点亮常规的铟灯以便不进行脱玻，然后在点亮期间和之后观测弧光管内壁铟(In)的沉积。在弧光管上出现沉积铟的区域为壁温度较高的区域，而不是在壁温度最低的区域。可以观测到直径达到约20μm的铟晶粒沉积在壁的表面上。此外，在出现沉积的区域中观测到火山口形凹槽，假设其为随着石英玻璃熔化形成。接下来，对于已发生脱玻的常规铟灯，放大观测发生脱玻的弧光管的区域。通过观测发现许多尺寸等于粘附到相同区域的铟晶粒的火山口形凹槽形成在这些区域中，并观测到在该区域中石英玻璃已局部地晶化。分析深度方向石英玻璃的晶化部分，发现铟和溴(Br)均匀地分布在晶化的部分中。可以认为这就是脱玻部分变黄的原因。从以上可以总结出通过加热沉积的铟形成了火山口形凹槽，通过加热也促进了石英玻璃的晶化。从以上分析和考虑可以得出以下常规铟灯发生脱玻的结论。在常规的铟灯中，含在灯中用于启动的气体氩(Ar)开始放电产生高温电弧，弧光管壁的温度很容易升高，为发光物质的溴化铟很快蒸发，铟和溴的原子从溴化铟中分解出，或者高温电弧中的溴化铟的分子激活并进行发光放电。甚至在弧光管壁附近也存在高温电弧。这意味着弧光管壁的附近有高能的原子或离子。由此，在它们重新结合之前铟和溴的分解原子接触弧光管壁的可能性很大。当所述情况发生时，很难发生所谓的卤素循环，即循环进行金属卤化物在高温下分解并在低温下重新结合，这往往会产生铟和溴相互游离的状态。本专利技术人实际上通过点亮少于一小时的测试证实点亮之后弧光管的成分中含有部分相互游离的铟和溴。作为单质的铟有2080℃的高沸点。由此，当铟的原子达到弧光管壁时，即使壁有较高的温度，它们往往会粘附到壁上。铟灯点亮期间粘附到弧光管壁的铟通过用于点亮而施加到灯的能量加热到高温。当加热作为单质的铟时，在铟达到它的高沸点之前，先经过容易熔化石英玻璃的高温。由于所述高温，石英玻璃软化或熔化，会产生晶核。晶核的产生有助于晶化核周围石英玻璃晶化的发展。石英玻璃的晶化发展到脱玻。相反，可以认为所述脱玻不会发生到硫灯。这是由于发光物质硫有低沸点和高蒸汽压。到此为止，现已介绍了本专利技术人假定铟灯发生脱玻的工艺。从这些事实中发现本专利技术人通过防止铟原子粘附到弧光管壁上可以限制常规的铟灯发生脱玻。这使本专利技术人获得防止发生脱玻的本专利技术的无电极放电灯。不用说本专利技术的要点也适用于使用除卤化铟以外的材料作为发光物质的灯。以上目的可以通过无电极放电灯达到，无电极放电灯包括密封发光物质和阻止熔化物质的弧光管，其中发光物质为金属卤化物，阻止熔化物质阻止构成金属卤化物的金属元素在弧光管的壁熔化，元素从这些金属卤化物中游离出来。采用以上结构，可以防止弧光管壁由于从作为发光物质的金属卤化物中游离出的金属而熔化。这防止了脱玻的发生，使采用这种无电极放电灯的无电极放电灯装置寿命更长。在以上的无电极放电灯中，阻止熔化物质可以是金属卤化物，包含在阻止熔化物质中的卤素摩尔数和包含在发光物质中的卤素摩尔数的总和，与包含在阻止熔化物质中的金属摩尔数和包含在发光物质中的金属摩尔数的总和的比例在大于1.02和小于1.07的范围内。在以上结构中，优选比例在1.03和1.05范围内。在以上的无电极放电灯中，阻止熔化物质可包括含在发光物质中的的金属；以及，含在发光物质中的卤素，并且阻止熔化物质的组分与发光物质的组分不同。采用以上结构，减少了如发光颜色等的灯特性变化的可能性。此外，与卤素作为单质添加的情况相比，在总的摩尔数方面，以上结构有助于控制金属和卤素之间的比例。在以上的无电极放电灯中，发光物质可以是包含卤素和属于IIIB族元素的金属的金属卤化物，阻止熔化物质为包含在发光物质中的金属的单质。以上目的还可以通过无电极放电灯装置达到，无电极放电灯装置包括含有密封发光物质和阻止熔化物质的弧光管的无电极放电灯，其中发光物质为包含卤素和属于IIIB族元素的金属的一价金属卤化物，阻止熔化物质阻止构成金属卤化物的金属元素使弧光管的壁熔化，这些金属元素从金属卤化物中游离出来；以及，向无电极放电灯提供能量以激发发光物质发光的激发能提供装置。从下面结合示出了本专利技术具体实施例的附图的说明中，本专利技术的这些和其他目、优点和特点将变得很显然。附图说明图1为本专利技术实施例1的无电极放电灯的局部露出的前视图。图2示出了本专利技术的无电极放电灯装置的结构。图3为本专利技术实施例2的无电极放电灯的局部露出的前视图。以下为参考附图通过具体实施例对本专利技术的介绍。<实施例1>图1为本专利技术实施例1的无电极放电灯的局部露出的前视图。如图1所示，无电极放电灯1由含有发光物质和如氩(Ar)等稀有气体的起动气体组成，其中发光物质为由相同的元素但组分不同的多种金属卤化物的混合物，例如溴化铟(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电极放电灯，包括：密封发光物质和阻止熔化物质的弧光管，其中发光物质为金属卤化物，以及阻止熔化物质阻止构成金属卤化物的金属元素使弧光管的壁熔化，这些金属元素是从金属卤化物中游离出来的。

【技术特征摘要】
JP 1998-10-21 299391/981.一种无电极放电灯，包括密封发光物质和阻止熔化物质的弧光管，其中发光物质为金属卤化物，以及阻止熔化物质阻止构成金属卤化物的金属元素使弧光管的壁熔化，这些金属元素是从金属卤化物中游离出来的。2.根据权利要求1的无电极放电灯，其中弧光管由石英玻璃制成，以及发光物质是包括沸点高于石英玻璃软化点的作为单质的金属的金属卤化物。3.根据权利要求2的无电极放电灯，其中阻止熔化物质为金属卤化物，包含在阻止熔化物质中的卤素摩尔数和包含在发光物质中的卤素摩尔数的总和，与包含在阻止熔化物质中的金属摩尔数和包含在发光物质中的金属摩尔数的总和的比例在大于1.02和小于1.07的范围内。4.根据权利要求3的无电极放电灯，其中包含在发光物质和阻止熔化物质中的金属为属于IIIB族的元素。5.根据权利要求4的无电极放电灯，其中发光物质为一价金属卤化物，阻止熔化物质为三价金属卤化物。6.根据权利要求3的无电极放电灯，其中阻止熔化物质包括包含在发光物质中的金属；以及，包含在发光物质中的卤素，并且阻止熔化物质的组分与发光物质的组分不同。7.根据权利要求6的无电极放电灯，其中发光物质为溴化铟，阻止熔化物质为三溴化铟。8.根据权利要求1的无电极放电灯，其中发光物质是包含卤素和属于IIIB族元素的金属的金属卤化物，阻止熔化物质为包含在发光物质中的金属的单质。9.根据权利要求8的无电极放电灯，其中发光物质为溴化铟，以及阻止熔化物质为铟的单质。10.根据权利要求1的无电极放电灯，其中含有分子重量大于氩气的稀有气体的气体密封在弧光管中作为起动气体。11.一种无电极放电灯，包括密封第一金属卤化物和第二金属卤化物的弧光管，弧光管由石英玻璃制成，其中第一金属卤化物包括第一卤素和属于IIIB族元素的第一金属，第一金属的熔点高于石英玻璃的软化点，以及第二金属卤化物包括第二卤素和属于IIIB族元素的第二金属，其中第二金属的组分与第一金属的组分不同，第二卤素与第一卤素可以相同或不同，第二金属与第一金属可以相同或不同，其中调节密封在弧光管中的第一金属卤化物和第二金属卤化物的量，使第一卤素的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：片濑幸一，一番箇濑刚，关胜志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]