陶瓷金属卤化物灯

摘要

一种陶瓷金属卤化物放电灯(1)具有在0.40与0.77之间的卤化物配料与汞的重量比。

权利要求

1.一种陶瓷金属卤化物放电灯，具有在0.40与0.77之间的卤化物配料与汞的重量比，其中所述卤化物配料中包含以下成分范围，单位为摩尔/立方厘米：NaI  1.84E-05-  2.33E-05LnI3 5.20E-06-  6.60E-06TlI  1.76E-07-  2.23E-07，其中Ln为镧系元素。

2.根据权利要求1所述的灯，其中所述卤化物配料与汞的重量比为0.53-0.68。

3.根据权利要求1所述的灯，其中所述镧系元素的卤化物包括DyI3。

4.根据权利要求3所述的灯，其中DyI3的成分范围为4.59E-06-5.81E-06摩尔/立方厘米。

5.根据权利要求1所述的灯，其中所述镧系元素的卤化物包括CeI3。

6.根据权利要求5所述的灯，其中CeI3的成分范围为6.14E-07-7.77E-07摩尔/立方厘米。

7.根据权利要求1所述的灯，其中所述灯的额定功率为150瓦特。

8.根据权利要求7所述的灯，其中所述卤化物配料中包含以下成分范围，单位为摩尔/立方厘米：NaI  2.012E-05

DyI3 5.018E-06

TlI  1.930E-06

CeI3 6.720E-07。

说明书

本发明涉及陶瓷金属卤化物灯，并且特别是但不排他地涉及用于在街道和类似场所进行照明的灯。

具有陶瓷电弧管的金属卤化物放电灯的主要耗损机理为多晶氧化铝(PCA)壁发生腐蚀。投配在电弧管中的金属卤化物在灯工作过程中将多晶氧化铝从一个区域输运至另一个区域。这种材料的输运最终或是导致在电弧管壁中产生小孔且由此使得灯发生故障，或是致使电弧管壁变薄从而在热应力作用下产生开裂(通常在开灯或关灯时)。多晶氧化铝的输运在垂直进行工作的灯中比在水平工作的灯中更严重。多晶氧化铝的输运速率随金属卤化物配料重量的增大而增加。因此，当卤化物配料重量增大时，灯的寿命缩短。

然而，在先的灯设计中已经使用了更高的卤化物剂量以进行色彩控制，从而使得所有灯被制造成具有相同的色彩输出，这种色彩控制对于一般照明目的例如灯光广告展示而言是必要的，但是卤化物剂量的增加导致光输出降低且灯的寿命缩短。

本发明设法提供一种陶瓷金属卤化物灯，所述陶瓷金属卤化物灯具有更长的寿命且光输出系统效率更高。所希望的是：所述灯应该能够或是水平地或是垂直地进行工作。

根据本发明，提供一种卤化物配料重量与汞重量之比在0.40与0.77之间的陶瓷金属卤化物放电灯。

优选地，卤化物配料重量与汞重量之比在0.53与0.68之间。

卤化物配料中可包含以下成分范围，单位为摩尔/立方厘米：

NaI   1.84E-05-2.33E-05

LnI3  5.20E-06-6.60E-06

TlI  1.76E-07-2.23E-07

其中Ln是镧系元素。

镧系元素的卤化物可包括范围可在4.59E-06与5.81E-06摩尔/立方厘米之间的DyI3。

镧系元素的卤化物可包括范围可在6.14E-07与7.77E-07摩尔/立方厘米之间的CeI3。

该灯的额定功率为150瓦特且卤化物配料中可包含以下成分，单位为摩尔/立方厘米：

NaI      2.012E-05

DyI3      35.018E-06

TlI      1.930E-06

CeI3      36.720E-07。

下面，通过实例并结合附图对本发明进行更详细地描述，其中：

图1是在本发明中所使用的类型的灯的侧视图。

该灯1包括被附接到(在本实例中)爱迪生螺旋接头5上的外壳3。电弧管7位于外壳3内，所述电弧管7受到一对自夹封部13延伸出并且具有电弧管7支架15和17的导电构件9和11的承载，同时向位于电弧管7中的电极(图中未示出)供电。

电弧管7中包含投配了适当的卤化物的汞的填充物，从而给出所需的放电特征。外壳或是被抽空，或是充注有低压的惰性气体。

应该理解：如上文中所述，所述灯的构造对于本发明本身而言不起作用。本发明在于能够提供所需的耐久性、亮度和效率的配料剂量。

本实施例特别地，但是不排他地涉及额定功率为150瓦特的灯，这是由于具有该瓦特数的灯特别适于作为初始设备以及作为现有灯如钠蒸气灯的替代物的类似照明设备在街道上使用。如果能够产生带有可接受色彩的良好的光输出的话，那么陶瓷金属卤化物放电灯相对于钠蒸气灯而言具有一定的优势，这是因为陶瓷金属卤化物放电灯产生对于夜视觉而言比钠蒸气灯产生的黄光更佳的更发白的光线。本发明的发明人已发现的其中一个特点是：用于街道和道路类型的照明所使用的灯所需要的色彩控制不如内部显示照明所要求的色彩控制严格。虽然在显示照明中，相邻的灯彼此相互接近且因此相邻灯之间的颜色上出现的任何变化会随在显示器上出现的有害效应而很快显现出来，而在街道照明和周围环境照明中所使用的间距则意味着对相邻灯的色彩差异的要求就不那么高了。本发明的发明人还已发现：对于街道照明和相似目的的照明而言，可以使用比在先所认为有可能的剂量明显更低的卤化物剂量，且惊人地，这已造成显著更高的光输出和明显增长的灯的寿命，同时提供了可接受的色彩控制。

因此，在150瓦特的灯的实施例的情况下，将要遇到的挑战是要提供：给出了潜在较长的灯寿命的较低的卤化物配料的重量；较高的光输出，典型地大于14500流明且灯的效能大于96流明/瓦特(LPW)且系统的效能大于90LPW。在以额定系统功率(115W)的71％进行工作时，将会产生9586流明，系统效能为83流明/瓦特；且色温增高336K。设计所述灯，以使得所述灯可垂直地或水平地进行工作。

根据该实施例，所述电弧管中包含7mg的较低的卤化物配料重量，而使用同样的陶瓷成分的具有该额定值的所有其它电弧管具有至少8mg、典型地为10mg至14mg的配料重量。

下面以列表方式列出了在本发明中特别是针对150瓦特的灯的实施例而言所使用的多个参数。

1.在150瓦特的灯的实例中具体使用的卤化物混合物：

成分    重量分数  摩尔/立方厘米

NaI     0.448     2.012E-05

DyI3    0.405     5.018E-06

TlI     0.095     1.930E-06

CeI3    0.052     6.720E-07

所使用的上述混合物的重量＝7.0mg

所使用的汞的重量＝11.5mg

卤化物与汞的重量比＝0.61

电弧室的内部容积＝1.04立方厘米

2.150瓦特的灯通常优选的卤化物浓度范围：

成分    摩尔/立方厘米范围

NaI     1.84E-05-2.33E-05

DyI3    4.59E-06-5.81E-06

TlI     1.76E-06-2.23E-06

CeI3    6.14E-07-7.77E-07

3.150瓦特的灯通常优选的卤化物重量范围：

总重量/mg    5.8-8.2

mg/cm3       5.58-7.88

4.150瓦特的灯通常优选的汞重量范围：

总重量/mg     11.0-12.0

mg/cm3        10.58-11.54

5.150瓦特的灯通常优选的卤化物与汞的重量比：

卤化物/汞     0.53-0.68

6.落入本发明的范围内且包含NaI+TlI+LnI3的所有灯通常的卤化物浓度范围，其中Ln为镧系元素：

成分   摩尔/立方厘米范围

NaI    1.84E-05-2.33E-05

LnI3    5.20E-06-6.60E-06

TlI    1.76E-07-2.23E-07

7.落入本发明的范围内的所有灯优选的卤化物重量范围：

总重量/mg     4.0-10.0

mg/cm3        3.85-9.62

8.落入本发明的范围内的所有灯优选的汞重量范围：

总重量/mg    10.0-13.0

mg/cm3       9.62-12.50

9.落入本发明的范围内的所有灯通常的卤化物与汞的重量比：

卤化物/汞    0.40-0.77

应该意识到：虽然以上论述是结合150瓦特的灯而进行的，但是本发明同样适用于具有其它瓦特数的灯，并且具有上述比值和浓度。还应理解：所给出的是各个量而不是比值或浓度，这些仅适用于所引用的特定的灯。

在本发明的披露内容中所给出的较低的配料重量以及较高的汞重量在频谱功率分布、效能、在降低的功率条件下(减低亮度)对工作的响应和用于街道照明和道路照明的光源寿命之间给出了理想的平衡。然而，由于可垂直地或水平地进行工作，所述灯也适于其它应用。所述配料重量可被转换为电弧管中每单位容积的浓度(摩尔浓度或重量浓度)。

所述灯已被设计从而在电子镇流器上工作时给出最佳的性能。电子镇流器在高强度放电灯的工作方面提供了一些优于电磁镇流器的优势，这些优势包括在灯的使用寿命中与灯电压的增高无关的恒定的功率调节。