无汞高亮度气体放电灯制造技术

本发明专利技术描述了一种额定功率在２５Ｗ至４０Ｗ范围且具体而言额定功率为３５Ｗ的无汞高亮度气体放电灯（１），该放电灯（１）包含含有填充气体的石英玻璃放电室（２），且包含布置在该放电室（２）的相对端并延伸到该放电室（２）内的一对电极（３，４），对于该灯（１）而言，该放电室（２）的容量大于或等于１７μｌ且小于或等于２５μｌ；该放电室（２）的内径至少为２．３ｍｍ且至多为２．５ｍｍ；该放电室（２）的外径至少为５．９５ｍｍ且至多为６．１５ｍｍ；该放电室（２）的厚度至少为３．４５ｍｍ且至多为３．８５ｍｍ。该灯（１）的放电室（２）中的填充气体包括卤化物成份，该卤化物成份包含碘化钠ＮａＩ和碘化钪ＳｃＩ↓［３］，其中该卤化物成份中碘化钠的比例至少为６２ｗｔ％且至多为７６ｗｔ％，该卤化物成份中碘化钪的比例至少为２２ｗｔ％且至多为３２ｗｔ％。此外，在非工作状态，该填充气体包含至少１３巴压强下的氙气，使得当该灯（１）以至少３９Ｖ且至多５１Ｖ的初始工作电压工作时获得３５５０Ｋ至３８５０Ｋ范围内的色温。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述一种无汞高亮度放电灯。
技术介绍
在高亮度放电灯中，两个电极之间建立的电弧产生很亮的光。这种灯通常简称为"HID"灯。在现有技术的HID灯中，放电室包含主要 包含氙的填充气体，以及通常是坱化钠和碘化钪的卣化物与在灯工作 期间蒸发的一种或多种其他金属盐的组合。因为填充气体主要包含氙， 这些灯也可称为氙灯。当用在汽车前照灯应用中时，HID灯具有优于 其他类型灯的诸多优点。例如，金属离化物氙灯的光输出大于可比较 的鵠-卣素灯。而且，HID灯具有比白炽灯明显更长的寿命，且不会变 暗。这些和其他优点使得HID灯尤其适用于汽车前照灯应用。氙灯光输出的特征在于独特的白色或者甚至是蓝色色调。而且， 不像白炽灯的光输出，氙灯提供光谱功率分布不连续的光输出。使用 D2或D4(无汞)HID灯的现有技术汽车前照灯提供了色温大于4000K 的趋向于白色的光输出。汽车HID灯的色点或色温对于安全性而言是 至关重要的。首先，机动车辆的HID前照灯必须为机动车辆司机充分 照明路面，其次，其他司机不应从该机动车辆的前照灯遭受潜在的危 险眩光。现有技术HID灯的强烈白光可能是一个问题。由于这一原因， 诸如日本的一些国家规定汽车HID灯的许可色温为一较低水平，即， 不如现有技术D2和D4型灯提供的白色白，使得这些灯的市场受到明 显限制。除了色温之外，这些灯的其他特征，例如，工作电压、灯驱动器 特性、尺寸等，在不同的国家由适当的规范规定，例如在欧洲由 ECE-R99规定，其中"ECE，，表示"欧洲经济委员会"。同样，对于骑摩托车者的安全性而言，希望摩托车前照灯具有不 同于汽车前照灯的色温。色温比汽车前照灯低的HID灯可提高交通中骑摩托车者的安全，因为更加泛黄的光(摩托车前照灯)可以容易与 白光(汽车前照灯)区分开。而且，与本专利技术相关的色温(约3700K)3明显不同于色温分布在3000K至3200K之间的标准无涂层卣素灯。人 眼可以区分100K的色温差。再者，与标准涂层和无涂层卣素灯相比， 由于HID灯明显较高的流明输出(两倍或三倍高)、其光束范围和其长 寿命，摩托车的安全方面可以通过使用HID灯加强。由于4艮多国家中 引入了汽车DRL (白天行驶灯)，这些争论变得更加重要。HID灯的色点由很多因素决定。不仅仅是填充气体的组成扮演重 要角色。放电室的尺寸以及电极的大小和位置也对色温具有影响，因 为它们影响最冷点温度，且因此影响盐物质的分压(partial pressure )。一些现有技术的HID灯包含小部分的有毒重金属汞。除了明显的 环境考虑之外，这种灯中汞的使用对于制造商和消费者都变成重大问 题，因为含汞成分的处置在世界范围变得越来越受到限制，导致附加 成本。DE 101 14 680 Al披露了 一种用于42V工作电压的无汞HID灯， 该灯具有包含碘化钠和殃化钪的填充气体，但是具有4300K的色温。 EP 0 883 160 Bl描述了一种无汞HID灯，色温约为3700K，但是具有 70V以上的工作电压，因此它不适于用作D4灯，这是因为根据ECE-R99 规范，在工作15小时之后，D4灯的工作电压必须在42V +/- 9V的范 围内。使用EP 0 883 160 Bl描述的灯将使得必须更换整个灯驱动器电 子电路。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种无汞高亮度氤放电灯，其满足用 于D4汽车前照灯的标准，且在维持灯效率的同时具有较低的色温。为此，本专利技术描述了 一种额定功率在25W至40W范围且具体而言 额定功率为35W的无汞气体放电灯，其包含石英玻璃放电室，该放电 室封入填充气体且包含布置在放电室相对端并延伸到放电室内的一对 电极，对于该灯而言，放电室的容量大于或等于17pl(微升)且小于 或等于25ial;放电室的内径至少为2.3mm且至多为2.5mm;放电室的 外径至少为5.95mm且至多为6.15mm，放电室的厚度至少为3.45mm 且至多为3.85mm。本专利技术灯的放电室内的填充气体包括卣化物成份， 该卣化物成份包含碘化钠Nal和碘化钪Scl3，其中囟化物成份中碘化 钠的比例至少为62wt"/o且至多为76wt%，由化物成份中碘化钪的比例至少为22wt。/。且至多为32wt%。在本专利技术的无汞气体放电灯中，在非 工作状态，填充气体包含至少13巴压强下的氙气，使得当灯以至少39V 且至多51V的初始工作电压工作时获得3550K至3850K范围的色温。 根据ECE规范，诸如色温、工作电压、流明输出等的相关初始灯参数 应用于工作了 15小时的灯。这是因为这些参数在这种灯工作的最初15 小时之后获得，该时间视为"老化"时间。氙填充气体的相对高的冷压在获得期望低色温方面扮演决定性角 色，但是所有上述条件-灯尺寸、填充气体组成等-必须都满足，以 获得给定范围内的色温。在研制本专利技术灯的过程中实施的很多实验令 人惊奇地显示，使用上述填充气体冷压、卣化物成份和灯泡尺寸，在 满足上述4D规范的期望电压范围内可以可靠地实现所期望的色温。本专利技术灯的一个明显优点为，它可以代替现有技术的前照灯，在 诸如日本这样要求汽车前照灯具有较低色温的国家中可作为汽车前照 灯，或者在其他国家作为摩托车前照灯，如上所述，使得基于前照灯 颜色容易地将摩托车与其他汽车区分开。再者，本专利技术的灯可以代替 现有技术的D4前照灯使用，而不用更换任何现有的电子电路或装置。 另一明显优点为，本专利技术的灯是无汞的，使得该灯明显优于具有类似 光通量特性但是包含汞的其他灯。从属权利要求和后续描述具体披露了本专利技术的优选实施例和特征。如上所述，灯在工作期间获得的色点取决于很多不同因素。大范 围的实验已经显示，卣化物成份的组分的相对比例也是决定性的。例 如，卣化物成份可以仅由比例为70:30的碘化钠Nal和碘化钪Scl3组 成，即，卣化物成份重量的70%由碘化钠组成，而重量的其余30%由 碘化钪组成。然而，另一金属卣化物的少量添加对于色点具有正面影 响。因此，在本专利技术的优选实施例中，卣化物成份包括选自碘化锌Znl2、 碟化铊TII、硖化钍Thh的一种或多种鹵化物添加剂，且卣化物添加剂 在卣化物成份中的比例至多为15%。例如，在本专利技术灯的一个实施例 中，囟化物成份可以包括比例为64:27:2:7的碘化钠Nal、碘化钪Scl3、 硪化钍Thl2和碘化锌Znl2。如本领域技术人员所知，因为鴒具有极高的熔点，现有技术灯的 电极一般由鹌制成。和纯钨电极相比，包含钍的钨电极(称为涂钍钨电极)在低于其熔化温度的温度工作，使得电极在工作期间不易变形。 然而，像汞一样，钍造成健康和环境风险。钍是低级别的放射性材料， 在处理中要求预防以避免吸入或摄入，且它的使用从环境视角来讲也是不希望的。因此，在本专利技术的优选实施例中，HID灯的电极是无钍 的鴒电极，即，不包含钍添加剂的鴒电极。为了使用这种电极获得稳 定电弧，与本专利技术灯相关的实验已经显示，电极的尺寸可以扮演重要 角色。稳定电弧的维持很大程度上依赖于电极的几何尺寸，尤其是其 直径，因为电极的厚度支配工作期间所能达到的电极温度，这进而决定了与镇流器参数相关的整流性能和电极烧损。灯的箍缩区域内的电 极直径因此优选地至少为280nm且至多为320|am，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种额定功率在２５Ｗ至４０Ｗ范围且具体而言额定功率为３５Ｗ的无汞高亮度气体放电灯（１），该放电灯（１）包含含有填充气体的石英玻璃放电室（２），且包含布置在该放电室（２）的相对端并延伸到该放电室（２）内的一对电极（３，４），对于该灯（１）而言，　该放电室（２）的容量大于或等于１７μｌ且小于或等于２５μｌ；　该放电室（２）的内径至少为２．３ｍｍ且至多为２．５ｍｍ；　该放电室（２）的外径至少为５．９５ｍｍ且至多为６．１５ｍｍ；　该放电室（２）的厚度至少为１．７２５ｍｍ且至多为１．９２５ｍｍ；　该灯（１）的放电室（２）内的填充气体包括卤化物成份，该卤化物成份包含碘化钠ＮａＩ和碘化钪ＳｃＩ３，其中该卤化物成份中碘化钠的比例至少为６２ｗｔ％且至多为７６ｗｔ％，该卤化物成份中碘化钪的比例至少为２２ｗｔ％且至多为３２ｗｔ％；　在非工作状态，该填充气体包含至少１３巴压强下的氙气，　使得当该灯（１）以至少３９Ｖ且至多５１Ｖ的初始工作电压工作时，获得３５５０Ｋ至３８５０Ｋ范围内的色温。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M哈克，KG鲍姆格斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]