专利名称：高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明从一种根据权利要求1的前序部分的高压放电灯出发。在此涉及具有至少1600W的高功率的、具有两侧挤压部的金属卤化物灯。本发明此外还涉及一种相关的照明装置。
背景技术：
从EP 391 283和EP 451 647中公开了这样的灯。这些灯原则上适于水平和垂直地布置在反射器中。
从DE-A 38 29 156中公开了按照前序部分的灯，该灯推荐1.5-4的相对高的溴/碘比。因此电极杆的1.5-2mm的相对大的直径是必要的，因为溴强烈侵蚀杆。
发明内容
本发明的任务是提供一种根据权利要求1的前序部分的高压放电灯，在该高压放电灯的情况下使用寿命满足高的要求，尤其是在该高压放电灯的情况下尽最大可能地排除放电管随着使用寿命在透明度方面的降低。
该任务通过权利要求1的表征特征来解决。在从属权利要求中可找到特别有利的扩展方案。
具体介绍一种在照明装置中不仅适合于水平运行而且适合于垂直运行的放电灯。该高压放电灯作为特征具有作为唯一的灯泡的纵向拉长的放电管，该放电管限定轴向的对称轴，并且该放电管在两侧通过密封件、例如通过挤压或熔融来封闭，并且该放电管包围放电体积，其中两个电极在所述轴上相对布置，并且该放电管含有由汞、惰性气体和金属卤化物组成的可电离的填充物，以及含有通过薄膜与电极相连接并且在放电管的末端处伸出的供电引线，其中该灯消耗至少1600W的功率。杆被构造为具有0.5-1.15mm的直径的销钉。同时，卤化物的卤素由组成部分碘以及也许溴组成，其中只使用碘，或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大为2。该溴/碘原子比优选地最大仅为1.45。
为了改善热预算(Haushalt)，与电极相邻的密封件的至少一部分、在大多数情况下挤压部优选地配备有反射涂层。该涂层是金属或非金属层，尤其是由氧化锆制成的层。该涂层从挤压棱边向薄膜方向延伸至少2mm，尤其是至少超过被引入到挤压部中的杆的整个长度。当灯近乎垂直地、即以相对于垂直线最大45°的偏差被装入反射器中时，则该涂层在一侧被涂覆。在以相对于水平线小于45°的偏差近乎水平地装入时，该涂层在两侧被安置在两个挤压部上。
为了进一步改善热预算，两个密封件的一部分可以是无光泽的，如本身已知的那样。在此，无光泽层(Mattierung)优选地是通过喷砂或腐蚀来打毛的层。
尤其是Hg的金属卤化物以及由元素Cs和像Dy或Tm或Ho那样的稀土金属构成的组的金属卤化物适合作为填充物的组成部分，因为可以利用这些金属卤化物良好地调定至少3300K、优选地至少3800K的色温。按照所希望的色温，向另外的金属卤化物添加作为卤化物的钠和/或锰是有利的。此外，为了改善色彩再现指数，还可以采用铊卤化物、尤其是铊碘化物。
通过放电管(2)是唯一的灯泡来特别紧凑地构造高压放电灯。
高压放电灯的特征在于使用具有杆和头部的电极，在这些电极中杆具有最大1.15mm的直径。这样细的杆迄今未曾被用于这样的灯，因为填充物迄今含有相对多的用于最佳卤素循环的溴，溴有针对性地侵蚀杆。但是已经证实，对于不超过6000K的相对低的色温来说，可以完全背离迄今的学说更好地采用溴相对少的填充物，其中在这里可以采用直至最大2的原子比的溴/碘混合物作为卤化物。当以在3300和4800K之间的色温来力求具有光颜色中性白的低色温时，溴少的填充物则尤其是有利的，其中在这里优选单独将碘或将直至最大1.45的原子比的溴/碘混合物作为卤化物。在按照前序部分的灯的情况下，迄今根本不能实现这样低的色温。这样少的溴只使杆受到少量的负担。典型地在低功率(典型1600W功率)时采用纯碘，直至在较高功率(典型2000W)时1.0±0.2左右的Br/J比。所述的功率涉及标准运行。
因此细的杆是特别重要的，因为它们在灯的正常工作中涉及关键的位置。销钉状的杆被熔融在石英玻璃中，并且在那里处于高的热负荷以及强大的应力之下。石英玻璃并不附着在销钉上，而是不可避免地在销钉和石英玻璃之间形成毛细管。填充物的一部分凝结在毛细管中，该部分形成填充物的死体积。该效应导致这种灯的迄今所遵循的不利的维护，然而这种维护曾显得是不可避免的。背离迄今的技术，现在表明，在仔细选择溴的份额时细的销钉不仅是足够稳定的，以致典型地10-20A的电流负荷也不是问题，而且拥有明显更小的与此相关联的死体积的巨大优点。因为销钉越细，在密封件中围绕该销钉形成的死体积就越狭窄。除此之外，细的销钉改善在电极范围内的蓄热。尤其是在垂直运行时也可以仅配备一个具有细杆的电极，而另外的电极拥有具有典型地1.5mm的直径的常规的粗杆。除此之外，细杆允许在薄膜和放电体积之间设置相对长的间距，该间距减小爆炸危险并降低薄膜的热负荷。爆炸危险基于薄膜在石英玻璃中的应力集中。较长的间距只是不显著地放大死体积，使得该死体积总是还大大低于如迄今所采用的粗的销钉的值。从挤压棱边直至薄膜的开始为止来计算，石英玻璃中的销钉的典型的轴向长度现在是5-7mm，而以前采用最大4mm的值。就稳定性和死体积而言杆的直径的最佳值大约为0.9-1.1mm。杆例如由通常的材料钨来制造。
这样的灯可以以适度的循环过程来运行，这导致卓越的维护。这些灯不仅达到2500-6000小时并且典型地4500小时数量级的非常长的使用寿命，而且也实现光技术特性的卓越的稳定性。该稳定性在1500小时的情况下位于至少90％的数量级。
在同时良好的至少Ra＝85的色彩再现的情况下，填充物允许至少90Im/W的高的发光效率。因此，与高的使用寿命相结合，这种灯理想地适用于一般照明的目的。
即使在紧凑的照明装置中的特别关键的垂直运行的情况下，本发明的灯也达到至少2500小时的使用寿命，使用寿命在所有的情况下至少为4000小时。垂直运行能够实现特别高的照明装置效率。
光颜色中性白适合于室内的或晨昏时的应用，中性白豪华版(neutralweiss de luxe，NDL)以大约4100-4400K的色温并以至少85的Ra很好地适合于对色彩再现的最高要求。
本发明的灯也适用于例如具有镜面投射器系统的、要求高光电流的间接照明。
光激活的金属卤化物填充物常常含有作为组成部分的微小份额的钠和/或锰。因此可以达到高的发光效率以及所希望的色彩分量。相反地，尽管放电管大多由石英玻璃制成，但高的钠份额导致放电管的加强的腐蚀。因此除了其它的组成部分铊、铯和像Dy、Ho或Tm那样的通常的稀土金属之外Na的份额被选择为尽可能相对小，并且尤其是用锰来完全或部分地代替钠。
在更确切地说小瓦数的、尤其是大约1600W的灯的情况下，优选地可以在放电管的末端(仅仅相当短地，典型地2mm)上涂覆反射层。这首先适用于具有4000-4800K的色温的中性白填充物。总之因此提高冷光点的温度，但是也提高薄膜末端温度和壁负荷，使得它们达到最佳的值。最佳的薄膜末端温度位于350-390℃。薄膜末端温度例如可以有针对性地通过薄膜与放电体积的间距和薄膜的长度来调节。在更高的温度下即将发生导致使用寿命缩短的过早腐蚀。壁负荷最佳地为大约60-75W/cm2的值。
在更确切地说高瓦数的、尤其是1800-2500W以及更大的灯的情况下，优选地采用具有少量份额的Na或甚至没有Na份额的填充物。此外，在这里推荐反射层的较大的长度。该反射层应从挤压棱边出发至少包括直至薄膜的杆，并且尤其是至少还包括薄膜的焊接有杆的部分。优选地该反射层还延伸超出若于毫米。
由于这些灯受到明显较强的热负荷，在这里挤压部的此外的无光泽层是值得推荐的。因此实现即使在狭窄的照明装置中也将薄膜末端的温度限制为最大350-390℃。
薄膜末端处的温度是特别关键的。因此，无光泽层应包括外部的薄膜末端的范围。该无光泽层有利地延伸直至挤压部的末端。向内朝着放电的方向，该无光泽层可以至少延伸直至薄膜的中心，可能还明显超出，例如直至薄膜的内部末端。
对于特别紧凑的照明装置来说，电极尖端之间的典型的间距为25-35mm，但是直至100mm或更大的间距也是可能的。最小的间距为20mm。
下面将借助多个实施例来更详细地阐述本发明。
图1以侧视图示出金属卤化物灯；图2和3分别示出金属卤化物灯的另一实施例。
具体实施例方式
在图1中示意性地示出了长度为大约190mm的、没有外灯泡的1600W高压放电灯1，如例如在US-PS 5 142 195中更详细描述的那样。该高压放电灯被规定用于反射器中，其中相对于反射器轴在轴向上布置该高压放电灯。
由石英玻璃制成的放电管2限定纵轴X，并且被实施为鼓形体3，该鼓形体3的母线(Erzeugende)为圆弧。放电体积大约为20cm3。具有作为头部的被推进的螺旋形灯丝7的棒状钨电极6被轴向定位在放电管的两个末端处的挤压部(Quetschung)5中。电极6被固定在挤压部5中的薄膜8上，外部的供电引线9连接在这些薄膜8上。在挤压部5的远离放电的末端20处，利用(未示出的)粘合剂来固定陶瓷管座11。放电管2含有由作为起动气体的惰性气体、汞以及金属卤化物组成的填充物。HgBr2和HgJ2以及光激活的填充物NaJ、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3被用作金属卤化物。Br/J比为大约0.2。使灯水平地运行。起动气体的冷充气压力为最高1巴。
在该实施例中，通过填充物来实现具有4000K的典型色温的光颜色中性白。电极的杆6的典型直径为1.0mm。在2000小时的使用时间之后，点火电压的升高仅仅为4％，并且光电流的维护为10％。
在垂直运行的2000W灯(图2)的情况下，HgBr2以及光激活的填充物NaJ、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3适合用作金属卤化物。Br/J比为大约0.9。
典型的填充物为CsJ0.05-0.3μmol/cm3；DyJ30.2-0.8μmol/cm3；NaJ0-1.4μmol/cm3；MnJ20-2.4μmol/cm3；TiJ0.05-0.7μmol/cm3；TmJ30.2-0.8μmol/cm3；HgJ20-1.5μmol/cm3；
HgBr20-3μmol/cm3。
在下面的挤压部3a上的相对薄的涂层9降低由此引起的壁负荷。最高75W/cm2的壁负荷的值是所希望的。65-70W/cm2的壁负荷提供良好的结果。此外，还通过以下方式提高蓄热效应，即分别在轴向长度上来看，加长杆23并缩短薄膜8。于是，杆在挤压部中的埋入至少为6mm。涂层9大致在薄膜上从挤压边缘延伸至杆的末端。用参考数字30和29来表示涂层的末端。此外，无光泽层12被涂敷在两个杆3a和3b上，并且不仅在上面的挤压部中而且在下面的挤压部中大致从挤压部的外部末端20延伸至薄膜长度的60％。无光泽层的内部末端用31表示。
在图3中展示了另一个实施例。该实施例涉及用于水平点火位置的2000W金属卤化物灯40，该金属卤化物灯40此外与图2中所说明的类似。它适用于3500-4800K的中性白的光颜色。均匀的温度分布允许将细的销钉41用作杆(0.5-1.15mm直径)，这些销钉41在挤压时可以被更紧密地埋入石英玻璃中，并且减小包围作为死区的这些销钉的毛细管的体积。这样细的杆41必须尤其是如上所示出的那样通过溴/碘比的仔细的选择而与卤化物循环过程的设计相容。这样的细的杆此外限制散热，使得在此位置上形成防止产生金属卤化物池(Sumpf)的附加的蓄热。由此实现在两个具有小的轴向长度的挤压部43上的对称的反射器涂层42，该长度避免遮蔽。在两个挤压部43上的狭窄的涂层42将由此引起的壁负荷降低到大约60W/cm2。此外还通过以下方式提高蓄热效应，即分别在轴向长度上来看，加长杆41并缩短薄膜44。杆在挤压部中的埋入大约为12mm。涂层42在薄膜上从挤压棱边42a延伸直至超出杆的末端2mm，该外部末端用42b来表示。涂层的末端用参考数字30和29来表示。无光泽层45在两个挤压部上大致从挤压部的外部末端46延伸直至薄膜的长度的60％。无光泽层的内部末端用47来表示。它稍微与涂层的外部末端重叠。
HgBr2以及光激活的填充物MnJ2、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3被用作金属卤化物。Br/J比为大约1.1。
权利要求
1.具有作为唯一的灯泡的、纵向拉长的放电管(2)的高压放电灯，该放电管限定轴向的对称轴，并且该放电管在两侧通过密封件来封闭并包围放电体积，其中两个电板(6)在所述轴上相对布置，这两个电极的杆连接在薄膜上，并且该放电管含有由汞、惰性气体和金属卤化物组成的可电离的填充物，以及具有通过薄膜与电极相连接并且在该放电管的末端处伸出的供电引线，其中所述灯消耗至少600W的功率，其特征在于，所述杆被构造为具有0.5-1.15mm的直径的销钉，并且卤化物的卤素由组成部分碘以及也许溴组成，其中只使用碘或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大为2。
2.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，所述密封件的至少一部分配备有反射涂层，其中该部分与电极相邻。
3.按权利要求2的高压放电灯，其特征在于，所述涂层是金属或非金属层，尤其是由氧化锆制成的层。
4.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，两个密封件的一部分分别是无光泽的。
5.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，所述填充物至少含有汞的金属卤化物和由元素Cs和稀土金属组成的组的金属卤化物。
6.按权利要求5的高压放电灯，其特征在于，所述填充物附加地含有钠和/或锰的金属卤化物。
7.按权利要求5的高压放电灯，其特征在于，所述稀土金属从组Dy、Ho、Tm中选择。
8.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，所述电极拥有具有0.9-1.1mm的直径的杆。
9.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，电极杆具有轴向长度，在该轴向长度上所述电极杆埋入石英玻璃中至少5mm、有利地6mm。
10.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，所述灯的色温至少为3300K，尤其是3800-4800K。
11.按权利要求1的高压放电灯，其特征在于，最大的溴/碘比为1.45，并且尤其是位于0.8-1.2的范围内。
12.按权利要求5的高压放电灯，其特征在于，所述填充物附加地含有铊的金属卤化物。
全文摘要
具有轴向对称轴和金属卤化物填充物的高压放电灯拥有具有杆的电极，这些杆被构造为具有0.5－1.15mm的直径的销钉。卤化物的卤素由组成部分碘以及也许溴组成，其中只使用碘或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大为2。
文档编号H01J61/36GK1943005SQ200580011340
公开日2007年4月4日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月16日
发明者M·布林克霍夫, H·-J·凯克, R·克林格 申请人:电灯专利信托有限公司