專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬鹵化物燈等高壓放電燈。
背景技術：
近年來，作為發(fā)光管材料，使用半透明的多晶氧化鋁陶瓷(PCA)管以代替石英的金屬鹵化物燈的開發(fā)和推進正方興未艾。石英的耐熱性約1000℃，而PCA管具有高達1200℃左右的耐熱性，相應地發(fā)光管的管壁負荷能夠設定在較高的范圍。因此，如果使用PCA管，則能夠獲得燈效率更高的金屬鹵化物燈。使用PCA管的金屬鹵化物燈(陶瓷金屬鹵化物燈)，起初是作為店鋪等的室內照明用途而開發(fā)并實現(xiàn)商業(yè)化的高演色性燈具，而最近正在開發(fā)的是通常用于室外照明的高效率的金屬鹵化物燈。
在使用以前的石英發(fā)光管的室外照明用高效率金屬鹵化物燈中，作為發(fā)光物質，已經提出了如下的方案即組合使用鈰的鹵化物(CeX3)和鐠的鹵化物(PrX3)等鑭系稀土類金屬鹵化物與鈉的鹵化物(NaX)，它們在光譜光視效率(spectral luminous efficiency)高的波長區(qū)域發(fā)出發(fā)光光譜(例如參照特開昭57-92747號公報)。
另一方面，在最近開發(fā)的陶瓷金屬鹵化物燈中，作為發(fā)光物質，提出了使用鈰的碘化物(CeI3)與鈉的碘化物(NaI)的方案。該金屬鹵化物燈的效率較高，例如300W這一型號的燈可以達到115lm/W。另外，作為室外照明用燈，具有充分的演色性，一般演色指數(shù)(colorrendering index)Ra可達70，也可以獲得12000小時的額定壽命時間。
另外，對于以前的金屬鹵化物燈，其發(fā)光管例如被收納在下垂形的外管殼體(outer tubular bulb)內，且外管殼體內封入氮氣(N2)等不活潑氣體。發(fā)光管在外管殼體內由支柱引線(stem lead)等得以保持。
還有人提出了使用與上述同樣的發(fā)光物質(CeI3、NaI)且效率更高的陶瓷金屬鹵化物燈(例如參照特表2000-501563號公報)。該金屬鹵化物燈的管形狀參數(shù)(電極間距Le與該中心主管部的內徑φi之比)大于5，發(fā)光管的形狀較為細長。另外，發(fā)光物質的摩爾組成比NaI/CeI3設定為3～25，管壁負荷(we)設定在30W/cm2或以下。根據(jù)這樣的構成，例如150W這一型號的燈可以獲得高達130lm/W的燈效率和Ra53的演色性。
以前的金屬鹵化物燈正如上面所敘述的那樣，在外管殼體內的空間封入不活潑氣體。但是，當在封入不活潑氣體的外管殼體內保持PCA管時，則使源于發(fā)光管外壁的熱傳導損失增大，同時因管壁溫度(Tw)低下而使發(fā)光物質在管內的蒸氣壓減小。其結果，進一步提高燈效率的目的難以實現(xiàn)。于是，本發(fā)明者就下述課題進行了研究，即外管殼體內所封入的不活潑氣體的壓力不是像以前那樣設定為30kPa左右，而是設定為真空狀態(tài)(例如1Pa或以下)。
但是，上述的陶瓷金屬鹵化物燈已經清楚地表明在某種條件下，于燈的壽命試驗中，外管殼體內將誘發(fā)電弧放電。例如，在金屬鹵化物燈由電子鎮(zhèn)流器點亮、且對發(fā)光管施加5kV的啟動電壓以啟動金屬鹵化物燈的情況下，于支柱引線之間誘發(fā)電弧放電。如果產生電弧放電，則在罕見的情況下，可能出現(xiàn)外管殼體的破損。為了使陶瓷金屬鹵化物燈實現(xiàn)商業(yè)化，希望防止這樣的電弧放電。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈，其包括內空間被抽成真空的外管殼體，收納在所述外管殼體內的發(fā)光管，以及使施加到所述發(fā)光管上的電壓衰減的電壓衰減開關元件；所述電壓衰減開關元件由串聯(lián)連接的熱感應開關元件以及啟動電壓衰減元件構成；其中于所述熱感應開關元件達到預定溫度或更高溫度的期間，在所述發(fā)光管與所述電壓衰減開關元件處于并聯(lián)連接的狀態(tài)下，所述熱感應開關元件關閉，所述啟動電壓衰減元件動作；而于所述熱感應開關元件低于預定溫度的期間，所述熱感應開關元件打開，所述啟動電壓衰減元件停止工作。
所述發(fā)光管可以通過供給施加在所述發(fā)光管上的電壓的第1引線以及第2引線而固定在所述外管殼體內。此時，所述電壓衰減開關元件可以固定在所述第1引線以及所述第2引線之中的至少一方上。
根據(jù)本發(fā)明，特別在處于高溫狀態(tài)的亮著燈的高壓放電燈發(fā)生熄滅等的情況下，能夠將施加于發(fā)光管的啟動電壓衰減到外管殼體內不致誘發(fā)電弧放電的水平。因此，能夠防止燈壽命試驗中外管殼體內的電弧放電的誘發(fā)。


圖1是本發(fā)明一實施方案的、具有150W的金屬鹵化物燈的發(fā)光管，是為了表示內部構造而剖開發(fā)光容器的側面圖。
圖2是具有圖1的發(fā)光管的、150W的金屬鹵化物燈的一個例子，是為了表示內部構造而剖開外管殼體的正視圖。
圖3是包括本發(fā)明的VRS元件和發(fā)光管的電路圖。
圖4是將雙金屬元件用作熱感應開關元件、將陶瓷電容器用作啟動電壓衰減元件時，圖2的金屬鹵化物燈的主要部分放大圖。
圖5是表示低溫時(a)以及高溫時(b)的圖4的VRS元件之狀態(tài)的電路圖。
圖6是將感溫磁導線開關(temperature sensitive lead switch)用作熱感應開關元件、將浪涌吸收元件(surge absorber element)用作啟動電壓衰減元件時，圖2的金屬鹵化物燈的主要部分放大圖。
圖7是表示低溫時(a)以及高溫時(b)的圖6的VRS元件之狀態(tài)的電路圖。
具體實施例方式
下面參照圖1～圖7就本發(fā)明的實施方案進行說明。
圖1是本發(fā)明一實施方案的、具有150W的金屬鹵化物燈的發(fā)光管1，是為了表示內部構造而剖開發(fā)光容器2的側面圖。
發(fā)光管1的發(fā)光容器2包括形成放電空間19的中心主管部3，以及分別從其兩端延長的側管部4和5。中心主管部3與側管部4和5被燒結成為一體。發(fā)光容器2使用半透明的多晶氧化鋁陶瓷(PCA)材料等。
在側管部4和5的中空部位分別設置著電極6和7。電極6和7分別由鎢制的電極棒8和9、以及固定在其頂端附近的鎢制的線圈10和11構成。電極棒8和9的上述頂端分別位于放電空間內。
電極棒8和9的另一端分別與由導電性金屬陶瓷構成的供電體12和13的一端連接。供電體12和13分別向側管部4和5的中空部位延伸，它們的另一端分別與電極引線15和16的一端連接。此外，構成供電體12和13的導電性金屬陶瓷例如使用Al2O3-Mo系的材料。另外，電極引線15和16使用鈮(Nb)等材料。
引出電極引線15和16的側管部4和5的開口端采用玻璃料(glassfrit)14密封，從而放電空間19內得以密閉。玻璃料可以使用Dy2O3-Al2O3-SiO2系的玻璃等。金屬鹵化物燈在開燈時，從抑制發(fā)光物質17對玻璃料14的侵蝕的角度考慮，優(yōu)選將玻璃料14填充到供電體12和13與電極棒8和9的連接部附近。
在發(fā)光管1的放電空間19中封入了發(fā)光物質17。發(fā)光物質17可以使用金屬的鹵化物和鈉等。以前的金屬鹵化物燈將鈰的碘化物(CeI3)和鈉的碘化物(NaI)用作發(fā)光物質17，但在本發(fā)明中，作為發(fā)光物質17，優(yōu)選使用鐠的碘化物(PrI3)和鈉的碘化物(NaI)。當使用前者的碘化物時，有使燈的發(fā)光色向綠色區(qū)偏移的傾向，而通過使用后者的碘化物，能夠改善燈的發(fā)光色。另外，在放電空間19中還封入了作為緩沖物質的水銀(Hg)18。再者，在放電空間19中還封入了作為緩沖/輔助啟動氣體的氙(Xe)和氬(Ar)。
圖2是具有圖1的發(fā)光管的、150W的金屬鹵化物燈的一個例子，是為了表示內部構造而剖開外管殼體的正視圖。
金屬鹵化物燈20包括內空間被抽成真空的外管殼體21，收納在外管殼體21內的發(fā)光管1，以及使施加到發(fā)光管1上的電壓衰減的電壓衰減開關(VRS)元件27。
外管殼體21的材質可以使用硬質玻璃等。外管殼體21的端部具呈逐漸變窄的形狀，該端部裝設有燈座22。從發(fā)光管1的側管部引出且位于下方的電極引線16固定在支柱引線24上，同時與支柱引線24進行電連接，其中支柱引線24被部分密封在從外管殼體21的該頂端突出出來的支柱玻璃23內。另一方面，位于上方的電極引線15固定在支持引線32上，同時與支持引線32進行電連接，其中支持引線32是從被部分密封在支柱玻璃23內的支柱引線25延伸出來的。在支柱玻璃23上，以與電極引線15和電極引線16相絕緣的狀態(tài)安裝著由鋇(Ba)構成的吸氣環(huán)(getter ring)26。
例如，對于使用由PCA材料構成的發(fā)光管(PCA管)的150W的金屬鹵化物燈20，發(fā)光管1優(yōu)選呈細長形狀，作為具體的實例，可以列舉出電極6和7之間的距離Le為32mm、中心主管部3的內徑φi為4mm、管形狀參數(shù)Le/φi為8的金屬鹵化物燈。
另外，對于上述的發(fā)光管1，例如優(yōu)選的是發(fā)光物質17(PrI3、NaI)的封入量設定為9mg，發(fā)光物質17的組成比NaI/PrI3設定為10，水銀18的封入量設定為0.7mg，氙氣壓力設定為25kPa左右。
在使啟動前的上述150W的金屬鹵化物燈20亮燈的情況下，頻率為80～400kHz例如為100kHz左右且電壓為5kV左右的高頻啟動電壓，以每秒約50毫秒的間隔(50毫秒ON(開啟)/950毫秒OFF(斷開)的間隔)施加，直到金屬鹵化物燈20啟動為止。當進行這樣的金屬鹵化物燈20的壽命試驗時，在金屬鹵化物燈20沒有電壓衰減開關元件的情況下，在外管殼體21內產生電弧放電。如果是具有圖2那樣的構造的金屬鹵化物燈20，則尤其在部分密封于支柱玻璃23內的支柱引線24和25之間誘發(fā)電弧放電，盡管非常罕見，但有的導致外管殼體21的破損等。
一般認為上述的電弧放電，是在外管殼體21內的氣體壓力超過1Pa的狀態(tài)下，當亮著燈的高壓放電燈20熄滅時，因再次向處于高溫狀態(tài)的發(fā)光管1施加啟動電壓而引起的。
在外管殼體21內沒有氣體泄漏的情況下，即使向熄滅的金屬鹵化物燈20的發(fā)光管1施加啟動電壓，也不會產生電弧放電。另外，即使在外管殼體21內有氣體泄漏的情況下，只要發(fā)光管1處于低溫狀態(tài)，也不會產生因施加啟動電壓而引起的電弧放電。
作為外管殼體21內的氣體壓力上升的原因，一般認為有發(fā)光管1產生裂紋，從而封入發(fā)光管1內的Xe氣體向外管殼體21內泄漏；或者因支柱24、25的密封不良和外管殼體21的微裂紋而引起外部空氣漏入。例如，如果亮著燈的金屬鹵化物燈20熄滅，則由于冷卻時的熱應力，導致發(fā)光管1產生裂紋，從而可能產生Xe氣的泄漏。另外，在外管殼體21內的氣體壓力較高的狀態(tài)下，即便能夠在冷卻時啟動金屬鹵化物燈20，也有可能在亮燈中發(fā)生熄滅。
此外，當為外管殼體21內封入約30kPa氮氣的以前的金屬鹵化物燈時，則看不到電弧放電。因此可以認為，外管殼體21內的氣體壓力只要為30kPa或以上，則即使向熄滅后處于高溫狀態(tài)的發(fā)光管1施加啟動電壓，也不會產生電弧放電。
當外管殼體21內的氣體壓力處在1Pa～30kPa的范圍內時，之所以在外管殼體21內產生電弧放電，是因為由熱電子引起的氣體的電離效率得以增大。這樣的現(xiàn)象遵循所謂的帕邢(Paschen)原理。外管21內的電弧放電的發(fā)生幾率，尤其在外管殼體21內的氣體壓力為5Pa～10kPa時增大。
另外，之所以只限于高溫狀態(tài)的金屬鹵化物燈20在外管殼體21內發(fā)生電弧放電，是因為從處于高溫狀態(tài)的支柱引線24、25等部件發(fā)射熱電子，導致初期的電子濃度增加，從而電離頻率增大。
在熄滅后處于高溫狀態(tài)的金屬鹵化物燈20的發(fā)光管1中，由于放電空間19內的蒸氣壓力較高，因此即使施加5kV這一水平的啟動電壓，也難以進行再啟動。為有效地進行再啟動，需要5～10分鐘的冷卻時間，以便使上述蒸氣壓力降低。所以，熄滅后處于高溫狀態(tài)的金屬鹵化物燈20在關燈時，優(yōu)選使高頻的啟動電壓衰減到不致誘發(fā)電弧放電的水平。
本發(fā)明的電壓衰減開關(VRS)元件27所具有的作用是，使施加到處于高溫狀態(tài)的發(fā)光管1的高頻啟動電壓衰減到不致誘發(fā)電弧放電的水平。下面就裝備VRS元件27的金屬鹵化物燈20的動作進行詳細的說明。
圖3表示包括VRS元件27和發(fā)光管1的電路圖。VRS元件27由串聯(lián)連接的熱感應開關元件28以及啟動電壓衰減元件29構成。當熱感應元件28達到預定溫度或以上時，在發(fā)光管1和電壓衰減元件29處于并聯(lián)連接的狀態(tài)下，對VRS元件27進行設定，以便使熱感應開關元件28得以關閉。其結果，啟動電壓衰減元件29動作，施加到發(fā)光管1上的高頻啟動電壓衰減到不致誘發(fā)電弧放電的水平。
另一方面，當熱感應開關元件28不足預定溫度時，對熱感應開關元件28進行設定，以便使之處于打開狀態(tài)。其結果，啟動電壓衰減元件29不動作，高頻啟動電壓照原樣施加在發(fā)光管1上。
熱感應開關元件28例如可以使用熱膨脹率不同的2種金屬片貼合在一起的雙金屬元件、或在預定溫度或更高溫度時成ON狀態(tài)的感溫磁導線開關。另外，啟動電壓衰減元件29例如可以使用陶瓷電容器等電容器或浪涌吸收元件。
感溫磁導線開關包括磁導線開關，向所述磁導線開關供給磁通的磁體，以及與所述磁體接合在一起的感溫鐵氧體。感溫鐵氧體的飽和磁通密度在居里溫度附近急劇減小。感溫鐵氧體具有的作用是，根據(jù)溫度來控制由磁體供給至磁導線開關的磁通量，從而根據(jù)所述磁通量的變化來控制磁導線開關的ON/OFF。
圖4是將雙金屬元件28a用作熱感應開關元件28、將陶瓷電容器29a用作啟動電壓衰減元件29時，圖2的金屬鹵化物燈20的主要部分放大圖。雙金屬元件28a和陶瓷電容器29a通過連接引線27c進行串聯(lián)連接。陶瓷電容器29a一方的端子通過連接引線27a連接在支柱引線24上，連接引線27a與支柱引線24的連接位置形成固定端子A。此外，在圖4中，雖然固定端子A位于支柱引線24的支柱玻璃23的附近，但固定端子A的位置并不局限于此。
另一方面，雙金屬元件28a的一端作為可動端子B發(fā)揮作用。例如在不足100℃的低溫狀態(tài)下，雙金屬元件28a的可動端子B處于離開支柱引線25的位置，可動端子B與支柱引線25之間形成間隔。此狀態(tài)的VRS元件27用電路圖示于圖5(a)中。而且當雙金屬元件28a的溫度上升到100℃或以上時，可動端子B因雙金屬元件28a的變形動作而與支柱引線25接觸，可動端子B與支柱引線25處于電連接狀態(tài)。此狀態(tài)下的VRS元件27用電路圖示于圖5(b)中。當然，也可以顛倒雙金屬元件28a與陶瓷電容器29a的連接位置，將固定端子A設置在支柱引線25上，將可動端子B設置在支柱引線24上。
在可動端子B與支柱引線25相連接的情況下，對陶瓷電容器29a的容量值進行設定，以便使高頻的啟動電壓從正常值衰減到外管殼體21內不致誘發(fā)電弧放電的水平。陶瓷電容器29a的容量值例如優(yōu)選為100～5000pF。在容量值不足100pF時，往往啟動電壓不能充分地得以衰減。另外，在容量值超過5000pF時，亮著燈的金屬鹵化物燈20有時產生閃爍等不良情況。
在上述的構成中，從防止因亮著燈的發(fā)光管1的熱輻射而加熱陶瓷電容器29a的角度考慮，例如優(yōu)選在支柱引線24上設置遮蔽板30。遮蔽板30的材質以陶瓷為宜。
從金屬鹵化物燈20熄滅到借助于VRS元件27使金屬鹵化物燈20再啟動這段時間的動作敘述如下首先，正常亮燈中熄滅的金屬鹵化物燈20的VRS元件27，因為雙金屬溫度(Tb)例如處于400℃左右的高溫狀態(tài)，所以可動端子B處于與支柱引線25相連接的狀態(tài)。因此，在與發(fā)光管1并聯(lián)連接的VRS元件27的陶瓷電容器29a的作用下，高頻的啟動電壓得以衰減。由此，在金屬鹵化物燈20的壽命試驗中，即使外管殼體21內的氣體壓力上升到誘發(fā)電弧放電的水平，此時也能夠切實地防止外管殼體21內的電弧放電的誘發(fā)。
然后，經過預定的冷卻時間，雙金屬元件28a的溫度(Tb)例如降低到100℃左右，可動端子B移動到離開支柱引線25的位置。其結果，正常的高頻啟動電壓照原樣施加在發(fā)光管1上，從而可以迅速地使金屬鹵化物燈20再啟動。
其次，圖6是將感溫磁導線開關28b用作熱感應開關元件28、將浪涌吸收元件29b用作啟動電壓衰減元件29時，圖2的金屬鹵化物燈20的主要部分放大圖。感溫磁導線開關28b和浪涌吸收元件29b通過連接引線27c’進行串聯(lián)連接。浪涌吸收元件29b一方的端子與圖4的情況一樣，通過連接引線27a連接在支柱引線24上，連接引線27a與支柱引線24的連接位置形成固定端子A。在圖6中，雖然固定端子A位于支柱引線24的支柱玻璃23的附近，但固定端子A的位置并不局限于此。
感溫磁導線開關28b一方的端子通過連接引線27b連接在支柱引線25上，連接引線27b與支柱引線25的連接位置形成固定端子C。也就是說，VRS元件27’雖然在外形上通常處于與發(fā)光管1進行并聯(lián)連接的狀態(tài)，但浪涌吸收元件29b與支柱引線25的電連接則依賴于感溫磁導線開關28b的行為。
例如，在不足100℃的低溫狀態(tài)下，感溫磁導線開關28b處于OFF狀態(tài)，即浪涌吸收元件29b與支柱引線25的電連接處于OFF狀態(tài)。該狀態(tài)的VRS元件27’用電路圖示于圖7(a)中。此外，當感溫磁導線開關28b的溫度上升到100℃或以上時，感溫磁導線開關28b則處于ON狀態(tài)，浪涌吸收元件29b與支柱引線25的電連接處于ON狀態(tài)。該狀態(tài)的VRS元件27’用電路圖示于圖7(b)中。因此，在從金屬鹵化物燈20熄滅到金屬鹵化物燈20再啟動的期間內，使用感溫磁導線開關28b的VRS元件27’，與使用雙金屬元件28a的VRS元件27同樣地進行動作。當然，感溫磁導線開關28b與浪涌吸收元件29b的連接位置也可以顛倒過來。
在圖4～圖7的構成中已經清楚作為啟動電壓衰減元件29，可以使用在預定值或以上的高電壓時成短路狀態(tài)的浪涌吸收元件29b以代替陶瓷電容器器29a；反之，可以使用陶瓷電容器29a以代替浪涌吸收元件29b。浪涌吸收元件29b大致可分為使用半導體的類型和利用放電的類型。在本發(fā)明中，無論是使用哪一種類型的情況，都可以得到同樣的效果。
金屬鹵化物燈20在啟動時所施加的電壓無論高頻電壓還是間歇脈沖電壓，上述的VRS元件27、27’均能同樣有效地發(fā)揮作用。另外，高頻電壓的波形并沒有特別的限制，可以使用矩形波、正弦波等各種各樣的波形。再者，也可以重疊地施加高頻電壓與脈沖電壓。
下面以實施例以及比較例為基礎，就本發(fā)明進行更具體的說明。
比較例1(1)150W的金屬鹵化物燈的制作制作150W的金屬鹵化物燈用的發(fā)光管1。發(fā)光管1的材質使用PCA材料。得到的發(fā)光管1(PCA管)呈細長形狀，電極6、7之間的距離Le設定為32mm，中心主管部3的內徑φi設定為4mm，管狀參數(shù)Le/設定為8。在發(fā)光管1的放電空間19內，封入9mg作為發(fā)光物質17的鐠的碘化物(PrI3)和鈉的碘化物(NaI)(組成比NaI/PrI3＝10)，0.7mg的水銀18，以及壓力約25kPa的氙氣。
使用上述的發(fā)光管1，組裝圖2所示的150W的金屬鹵化物燈20。但是，沒有設置電壓衰減元件27。
(2)實驗1通過電子鎮(zhèn)流器對發(fā)光管1施加頻率150Hz的矩形波電壓，以進行壽命試驗。當金屬鹵化物燈20處于啟動前等的熄滅狀態(tài)時，以每秒約50毫秒的間隔(50毫秒ON/950毫秒OFF的間隔)施加頻率為100kHz左右且電壓為5kV左右的高頻啟動電壓，直到金屬鹵化物燈20啟動為止。
在壽命試驗中，外管殼體21內發(fā)生電弧放電。尤其在外管殼體21的支柱玻璃23附近的支柱引線24、25之間誘發(fā)電弧放電。但是，在外管殼體21內誘發(fā)電弧放電只限于外管殼體21內的氣體壓力超過1Pa的條件。另外，只是在亮著燈的金屬鹵化物燈20熄滅后，當處于高溫狀態(tài)的發(fā)光管1再次被施加啟動電壓時，才誘發(fā)電弧放電。
另一方面，在外管殼體21內保持高真空的狀態(tài)下，于外管殼體21內沒有發(fā)生電弧放電。另外，即使在外管殼體21內的氣體壓力超過1Pa的狀態(tài)下，當發(fā)光管1的溫度不足100℃時，則啟動電壓的施加也不會導致在外管殼體21內產生電弧放電。
實施例1(1)150W的金屬鹵化物燈的制作如圖4所示那樣設置VRS元件27，除此以外，制作與比較例1同樣的金屬鹵化物燈20。在此，使用雙金屬元件28a和陶瓷電容器29a成串聯(lián)連接的VRS元件27。陶瓷電容器29a的容量設定為3500pF右。另外，雙金屬元件28a使用100℃或以上為ON狀態(tài)、不足100℃為OFF狀態(tài)的元件。該VRS元件27能夠使高頻啟動電壓從正常的約5kV衰減到可以防止在外管殼體21內誘發(fā)電弧放電的約1kV或以下的水平。
得到的金屬鹵化物燈20的初期光束為19700lm，燈效率為131.3lm/W、一般演色指數(shù)Ra為70，作為室外照明用燈具有優(yōu)良的燈特性。
(2)實驗2進行與比較例1同樣的壽命試驗。
金屬鹵化物燈20在剛熄滅后，雙金屬元件28a的溫度處于約400℃的高溫狀態(tài)，所以VRS元件27的可動端子B處于與支柱引線25相連接的狀態(tài)。因此，通過與發(fā)光管1并聯(lián)連接的VRS元件27的陶瓷電容器29a的作用，高頻的啟動電壓從正常值衰減到約1kV。由此，在外管殼體21內的氣體壓力上升且金屬鹵化物燈20熄滅的情況下，對高溫的發(fā)光管1不是照原樣施加啟動電壓，從而在外管殼體21內沒有誘發(fā)電弧放電。
在金屬鹵化物燈20熄滅約8分鐘后，雙金屬元件28a的溫度降低到約100℃，所以VRS元件27的可動端子B從支柱引線25脫離。因此，正常的高頻啟動電壓照原樣施加于發(fā)光管1，金屬鹵化物燈20迅速地再啟動。此時，發(fā)光管1的溫度已經充分降低，因此沒有觀測到外管殼體21內誘發(fā)的電弧放電。
正如以上所敘述的那樣，在壽命試驗中，完全沒有觀測到在外管殼體21內誘發(fā)的電弧放電，額定壽命時間很長，達12000小時。
實施例2(1)150W的金屬鹵化物燈的制作如圖6所示那樣設置VRS元件27’，除此以外，制作與比較例1同樣的金屬鹵化物燈20。但是，使用陶瓷電容器29a以代替浪涌吸收元件。也就是說，這里使用感溫磁導線開關28b和陶瓷電容器29a成串聯(lián)連接的VRS元件。陶瓷電容器29a的容量為約3500pF。另外，感溫磁導線開關28b使用100℃或以上為ON狀態(tài)、不足100℃為OFF狀態(tài)的磁導線開關。該VRS元件27’也能夠使高頻啟動電壓從正常的約5kV衰減到可以防止外管殼體21內誘發(fā)電弧放電的約1kV或以下的水平。得到的金屬鹵化物燈20的初期特性與實施例1相同。
(2)實驗3進行與比較例1同樣的壽命試驗。
金屬鹵化物燈20在剛熄滅后，感溫磁導線開關28b的溫度處于約400℃的高溫狀態(tài)。因此，感溫磁導線開關28b處于ON狀態(tài)，陶瓷電容器29a發(fā)揮作用，高頻的啟動電壓從正常值衰減到約1kV。由此，當外管殼體21內的氣體壓力上升且金屬鹵化物燈20熄滅的情況下，對高溫的發(fā)光管1不是照原樣施加啟動電壓，從而在外管殼體21內沒有誘發(fā)電弧放電。
在金屬鹵化物燈20熄滅約8分鐘后，感溫磁導線開關28b的溫度降低到約100℃，所以感溫磁導線開關28b變?yōu)镺FF狀態(tài)。因此，正常的高頻啟動電壓照原樣施加于發(fā)光管1，金屬鹵化物燈20迅速地再啟動。此時，發(fā)光管1的溫度已經充分降低，因此沒有觀測到外管殼體21內誘發(fā)的電弧放電。
正如以上所敘述的那樣，在壽命試驗中，完全沒有觀測到在外管殼體21內誘發(fā)的電弧放電，額定壽命時間與實施例1大致相同。
其次，在實施例1以及實施例2的金屬鹵化物燈20的外管殼體21內有意識地分別導入約7kPa的空氣。然后，金屬鹵化物燈20一熄滅便強制地進行使其再啟動的強制壽命試驗。在該試驗中，也沒有觀測到外管殼體21內誘發(fā)的電弧放電。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對于內空間被抽成真空的外管殼體內所保持的發(fā)光管在啟動時施加高壓啟動電壓的金屬鹵化物燈，在燈壽命試驗中能夠防止在外管殼體內所誘發(fā)的電弧放電，故而能夠獲得高品質且高效率的金屬鹵化物燈。本發(fā)明能夠特別優(yōu)選適用于具備由PCA材料和石英構成的發(fā)光管的金屬鹵化物燈，而且也適用于金屬鹵化物燈以外的各種高壓放電燈。
權利要求
1.一種高壓放電燈，其包括內空間被抽成真空的外管殼體，收納在所述外管殼體內的發(fā)光管，以及使施加到所述發(fā)光管上的電壓衰減的電壓衰減開關元件；所述電壓衰減開關元件由串聯(lián)連接的熱感應開關元件以及啟動電壓衰減元件構成；其中于所述熱感應開關元件達到預定溫度或更高溫度的期間，在所述發(fā)光管與所述電壓衰減開關元件處于并聯(lián)連接的狀態(tài)下，所述熱感應開關元件關閉，所述啟動電壓衰減元件動作；而于所述熱感應開關元件低于預定溫度的期間，所述熱感應開關元件打開，所述啟動電壓衰減元件停止工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其中所述發(fā)光管通過供給施加在所述發(fā)光管上的電壓的第1引線以及第2引線而固定在所述外管殼體內；所述電壓衰減開關元件固定在所述第1引線以及所述第2引線之中的至少一方上。
3.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其中所述熱感應開關元件由雙金屬元件構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其中所述熱感應開關元件由在預定溫度或更高溫度時成開啟狀態(tài)的感溫磁導線開關構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其中所述啟動電壓衰減元件由電容器構成。
6.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其中所述啟動電壓衰減元件由浪涌吸收元件構成。
全文摘要
一種高壓放電燈，其包括內空間被抽成真空的外管殼體，收納在所述外管殼體內的發(fā)光管，以及使施加到所述發(fā)光管上的電壓衰減的電壓衰減開關元件；所述電壓衰減開關元件由串聯(lián)連接的熱感應開關元件以及啟動電壓衰減元件構成；其中于所述熱感應開關元件達到預定溫度或更高溫度的期間，在所述發(fā)光管與所述電壓衰減開關元件處于并聯(lián)連接的狀態(tài)下，所述熱感應開關元件關閉，所述啟動電壓衰減元件動作；而于所述熱感應開關元件低于預定溫度的期間，所述熱感應開關元件打開，所述啟動電壓衰減元件停止工作。
文檔編號H05B41/18GK1820348SQ20058000059
公開日2006年8月16日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權日2004年3月30日
發(fā)明者打保篤志, 野原浩司, 金澤有岐也 申請人:松下電器產業(yè)株式會社