陶瓷金属卤化物灯制造技术

一种具有大约１５０Ｗ到大约１０００Ｗ的功率范围的陶瓷金属卤化物型的高压放电灯。放电容器具有陶瓷壁并被陶瓷插塞封闭。位于放电容器中的电极通过引入端元件和电导体相连，该元件通过陶瓷插塞以紧配合的方式突伸出，并借助于密封陶瓷以气密方式与插塞相连。引入端元件在气密连接的区域内具有由金属陶瓷制成的第一部分。此外，该灯具有以下性能中的至少一个：大约３８００到大约４５００Ｋ的ＣＣＴ（相关色温），大约７０到大约９５的ＣＲＩ（颜色再现指数），大约±１０％ｄＭＰＣＤ（平均的可觉察色差），以及高达大约８５－９５流明／瓦的发光效率，大于８０％的流明保持，从１００小时到８０００小时小于２００Ｋ的色温漂移，以及大约１００００到大约２５０００小时的寿命。本发明专利技术还涉及用于设计和构造大功率的灯的设计范围。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压放电灯，其设置有放电容器，该放电容器用于封闭放电空间并包括陶瓷壁，该放电空间容纳电极，该电极借助于引入端元件与电流导体相连。本专利技术还涉及一种高强度放电(HID)灯，其具有放电容器的光源、玻璃杆状部、一对嵌入所述玻璃杆状部中的导入端、包围该光源的玻璃壳体、以及金属线框架元件，该元件具有相对于该杆状部被固定的第一端，平行于灯轴线延伸的轴向部分，以及被弹性地装配在玻璃壳体的闭合端中的第二端。由于高强度放电(HID)灯具有高的能量效率和非常长的寿命，所以其通常用于大面积的照明。现有的HID产品包括汞蒸气(MV)灯、高压钠(HPS)灯、和石英金属卤化物(MH)灯。近些年来，陶瓷金属卤化物灯(例如Philips MasterColor系列)已经进入市场。与常规的HID灯相比，陶瓷金属卤化物灯具有极好的初始颜色一致性；在寿命期间的极好的稳定性(在10,000小时时流明保持＞80％，色温漂移＜200K)；大于90流明/瓦的高的发光效率；以及大约20,000小时的寿命。这些非常合意的特性是由于多晶氧化铝(PCA)封壳和盐的特殊混合物的高度稳定性引起的，其中该混合物发射出接近自然光的连续光谱的光辐射。在Philips MasterColor系列的灯中，使用的盐混合物由NaI；CaI2；TlI；以及DyI3，HoI3和TmI3的稀土卤化物构成。NaI，CaI2和TlI主要用于发射不同颜色的高强度的辐射，但是它们也有助于连续的辐射。稀土卤化物用于在可见光的整个范围内的连续的辐射，以获得到高的彩色再现指数(CRI)。通过调节盐的成分，可以达到3800-4500K的色温和大约85的CRI。现有的这种灯的功率范围是20W-150W。这个相对窄的功率范围使得这些产品仅仅适用于要求较低功率的场合，例如大多数的户内低天花板的零售空间。对于大的面积、要求灯的功率为200W-1000W的大功率应用，主要的可利用的产品是MV，HPS和MH灯。以上所述的灯的一个例子可以从US5,424,609得知。已知的灯在大约90V的电弧电压下最多具有150W的较低的功率。因为在这种灯中的电极在操作期间流过相当小的电流，所以电极的尺寸保持得相当小，以使得凸出插塞的内径保持成足够小。在具有大于150W的额定功率的灯的情况下，或者在相当低的电弧电压的情况下，例如在大的电极电流的情况下，则需要较大尺寸的电极。因而，内部插塞的直径将较大。已经发现，由于例如电极的折断或者由于插塞的破裂，在这种灯中具有过早故障增加的危险。在本领域中需要一种功率范围为大约150W到大约1000W的陶瓷金属卤化物类的HID灯。本专利技术的目的在于提供一种功率范围大约为150W-1000W的陶瓷金属卤化物HID灯。如同可以应用的ANSI标准对于HPS和MH灯的规定，对于150W-400W的灯，额定的灯电压在100V到135V中改变，然后随着额定功率而增加，直到对于1000W的灯的额定电压为260V。本专利技术的另一个目的在于提供一种Philips MasterColor系列的陶瓷金属卤化物灯，其显示了良好的最初颜色一致性，在寿命期间具有极好的稳定性(在10000小时时，流明保持＞80％，色温漂移＜200K)，其具有大于90流明/瓦的高的发光效率，大约20000小时的寿命，大约150W-1000W的功率范围。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于减轻上述的缺点和危险的方法。本专利技术的这些和其它目的被实现了，按照本专利技术的第一实施例，其中提供了额定功率为150W到1000W的气体放电灯的整个的产品系列，其可以与为高压钠灯或石英金属卤化物灯(脉冲启动或开关启动)设计的镇流器的ANSI标准系列相结合。本专利技术的灯是PhilipsMasterColor灯的扩展，其功率范围被扩展到150W-1000W，并且适合于相同功率的HPS或MH的改型。因此，它们可以利用大多数现有的镇流器和固定系统。在本专利技术的优选实施例中，本专利技术提供了一种具有大约150W到大约1000W的功率范围的陶瓷金属卤化物灯，其适合于高压钠与/或石英金属卤化物的改进应用。在另一个优选实施例中，上述的这种大功率的灯具有一个或几个并且最好是所有的下述性能大约3800到大约4500K的CCT(相关色温)，大约70到大约95的CRI(颜色再现指数)，大约±10％d MPCD(平均可觉察的色差)，以及高达大约85-95流明/瓦的发光效率。在另一个优选实施例中，提供了一种陶瓷金属卤化物灯，已经发现，与额定功率无关的是，这种灯具有大于80％的流明保持，从100小时到8000小时小于200K的色温漂移，以及大约10000到大约25000小时的寿命。一种特别优选的陶瓷金属卤化物灯显示极好的初始颜色一致性，在寿命期间的极好的稳定性(大于80％的流明保持，在10000小时下小于200K的色温)，大于90流明/瓦的高的发光效率，以及大约150W到大约1000W的功率范围。本专利技术还提供一种包含在大约150W和大约1000W之间的任何灯功率的参数的新的设计范围，其中通过从所述参数中选择来获得可以在所需的功率下操作的灯的本体设计的合适参数，在所述参数中(i)使电弧管长度、直径和壁厚的限制与灯功率，与/或色温，与/或灯电压相关，并被表示成它们的函数，以及(ii)使在电弧管上产生最小热应力的用于传导电流的电极引入端结构与灯电流相关，并被表示成灯电流的函数。本专利技术还提供一种通过使用本专利技术的设计范围来制造具有预定性能的陶瓷金属卤化物灯的方法。下面结合附图详细说明按照本专利技术的灯的上述的方面和其它的方面，其中附图说明图1是表示在本专利技术的优选实施例中电弧管的内部长度的尺寸的上下限的范围的曲线；图2是表示在本专利技术的优选实施例中电弧管内径的尺寸的上下限的范围的曲线；图3是表示在本专利技术的优选实施例中长宽比的限制的设计范围的曲线；图4是表示在本专利技术的优选实施例中壁负载对功率的设计范围的曲线；图5是表示在本专利技术的优选实施例中电弧管壁厚的尺寸对灯功率的的上下限的范围的曲线；图6是表示在本专利技术的优选实施例中电极杆直径对功率的上下限的范围的曲线；图7是表示在本专利技术的优选实施例中电极杆长度对功率的上下限的范围的曲线；图8是按照本专利技术的优选实施例的灯的示意图；图9是按照本专利技术的优选形式的图8的陶瓷电弧管的截面图；图10是按照本专利技术的优选形式的图8的三个部分的电极引入端的截面图；以及图11是按照本专利技术的优选形式的150W和200W的灯的流明保持曲线。参照下面的特定实施例的详细说明可以更好地理解本专利技术。参看图8，陶瓷金属卤化物放电灯1包括玻璃封壳10；玻璃杆状部11，该杆状部具有嵌入其内的一对导电的杆状引线12和13；金属灯头14；以及与灯头14绝缘的中心接点16。杆状引线12，13分别与灯头14以及中心接点16相连，该杆状引线不仅支撑着电弧管20，而且通过框架线元件17和杆状引线件13向电极30、40提供电流。吸气剂18被固定到框架金属线元件17上。铌制的连接器19向电弧管的电极引入端30和40提供电连接。此外，框架元件17设置有一个端部9，其与形成在玻璃壳10的轴向上端的凹坐8接合。图9以截面图的形式表示具有四个部分引入端的电弧管20的优选实施例。中心圆筒22被制成一个陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯，其包括：封闭放电空间的陶瓷放电容器，所述放电容器包含在所述放电空间内的可电离的材料，该可电离的材料包括金属卤化物的混合物；第一和第二放电电极引入端装置；以及分别与所述第一和第二放电电极引入端装置相连的第一和第二电流导体；所述灯具有大约１５０Ｗ到大约１０００Ｗ的功率范围，并展示出从一组特性中选择的一个或多个特性，所述组包括：大约３８００到大约４５００Ｋ的ＣＣＴ（相关色温），大约７０到大约９５的ＣＲＩ（颜色再现指数），大约±１０的ＭＰＣＤ（平均可觉察的色差），以及高达大约８５－９５流明／瓦的发光效率。

【技术特征摘要】
US 2001-5-8 09/850,9601.一种放电灯，其包括封闭放电空间的陶瓷放电容器，所述放电容器包含在所述放电空间内的可电离的材料，该可电离的材料包括金属卤化物的混合物；第一和第二放电电极引入端装置；以及分别与所述第一和第二放电电极引入端装置相连的第一和第二电流导体；所述灯具有大约150W到大约1000W的功率范围，并展示出从一组特性中选择的一个或多个特性，所述组包括大约3800到大约4500K的CCT(相关色温)，大约70到大约95的CRI(颜色再现指数)，大约±10的MPCD(平均可觉察的色差)，以及高达大约85-95流明/瓦的发光效率。2.如权利要求1所述的灯，其特征在于，其改型设置有设计用于高压钠灯或石英金属卤化物灯的镇流器和照明固定装置。3.一种放电灯，其具有大约150W到大约1000W的功率范围，并且其包括一封闭放电空间的陶瓷放电容器，所述放电容器包含在所述放电空间内的可电离的材料，该可电离的材料包括金属卤化物的混合物；第一和第二放电电极引入端装置；以及分别与所述第一和第二放电电极引入端装置相连的第一和第二电流导体，其中所述陶瓷放电容器包括一电弧管，所述电弧管包括具有中心轴线和一对相对的端壁的圆柱形筒；从相应端壁沿所述轴线延伸的一对陶瓷的端部插塞；和经相应的端部插塞延伸的一对导入端，所述导入端与在所述中心筒内分隔开的相应的电极相连，其中每个所述电极引入端装置具有气密地密封在所述电弧管中的铌制的导入端；由钼/铝的金属陶瓷制成的中心部分；钼制的杆部分；以及具有钨制绕组的钨杆。4.如权利要求3所述的放电灯，其特征在于，所述电弧管具有接附在其表面上的钼线圈。5.如权利要求4所述的放电灯，其特征在于，所述的放电空间含有惰性气体、金属卤化物的混合物和汞的可电离的填充物。6.如权利要求5所述的放电灯，其特征在于，所述放电容器具有陶瓷壁并被陶瓷插塞封闭，所述电极引入端装置包括至少一个钨电极，所述钨电极借助于一引入元件与铌电流导体相连，所述引入元件以紧配合的方式突伸入陶瓷插塞内；借助于密封陶瓷以气密方式与其相连；并具有由氧化铝和钼制成的部分，该部分在气密连接的区域处形成金属陶瓷。7.如权利要求5所述的放电灯，其特征在于，所述放电容器具有陶瓷壁并被陶瓷插塞封闭，所述电极引入端装置包括至少一个钨电极，所述钨电极借助于一引入元件与铌电流导体相连，所述引入元件以紧配合的方式突伸入陶瓷插塞内；借助于密封陶瓷以气密方式与其相连；并具有由氧化铝和钼制成的第一部分，其在气密连接的区域处形成金属陶瓷，还具有第二部分，所述第二部分是一个金属部分并从所述金属陶瓷沿所述电极的方向延伸。8.如权利要求7所述的放电灯，其特征在于，所述金属部分是钼杆。9.如权利要求5所述的放电灯，其特征在于，所述电弧管具有范围为大约3.3到大约6.2的长宽比(IL/ID)。10.如权利要求6和7所述的放电灯，其特征在于，所述电极具有范围为大约0.2到大约1mm的末端延伸部；所述金属陶瓷含有至少大约35％重量百分比的Mo，其余为AI2O3，并且所示密封金属陶瓷流完全覆盖所述铌连接器部分。11.如权利要求10所述的放电灯，其特征在于，所述电弧管和所述电极引入端装置对于给定的灯功率具有以下特征功率 内部长度 内径 内部长度/内 壁负载 壁厚 杆直径 杆长度径的长宽比W mm mm mm W/cm2mm mm mm15026-325-73.3-6.2 20-350.8-1.10.4-0.63-620027-326.5-7.53.3-6.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD杰克逊，RG吉布森三世，SA卡莱顿，S吴，LN科瓦尔茨克，T斯特雷，JJ帕尔默，JC阿尔德曼，JE老康拉，KL科林斯，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]