專利名稱：高壓鈉放電燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓鈉放電燈，它包括一個連同著間隔空間一齊封入一個外殼中、并且具有一層陶瓷壁的放電容器，該放電容器的兩個電極的相應尖端以距離D分隔開，至少在整個距離D范圍，放電容器有著內徑為di、基本上是圓形的橫截面，此放電燈在額定工作條件下發出色溫Tc至少為2400°K的光。
GB-A-2.083.281中描述了上述的這種類型的燈。這種已知的燈發出的白光有著良好的現色性，以現色性指數Ra表示，其數值大于80。通常，通過下述這些有著(x;y)座標的點的直線構成一個色三角區(0，400;0，430)、(0，510;0430)、(0，485;0，390)和(0，400;0，360)，此區域能看作為表示高壓鈉燈所發出的光中的“白光”。在這種情況下，色溫Tc處于大約2300°K到4000°K之間。
這種已知的燈能夠例如在強光照明應用中用來替代白熾燈。然而，與白熾燈發出的光相比較，這種燈的色溫Tc相對低，為了能替代白熾燈，就必須使現色性指數Ra達80以上。實際的高壓鈉燈可得到的最大現色性指數值是在80到大約85之間。
為此，本發明特別提供這樣一種燈，其色溫Tc顯著地高于2400°K，而現色性指數Ra＞80。
根據本發明，這個目標的實現是通過使第一段中描述的這種類型燈具有如下特點在額定工作條件下，放電容器的陶瓷壁有著至少為60瓦/厘米2的壁負載、外殼和放電容器之間的間隔空間充氣、以及D/di＞6。
根據本發明的燈有可能產生色溫顯著高于2400°K的光，而保持現色性指數Ra為80以上。因而它至少可以保持其發光效率。下面將就此進行描述。
一個高壓鈉放電燈發出的光的頻譜的特點在于它有著近于589nm的吸收帶，在吸收帶每一邊有著間距為△λ的譜線最大值邊緣。在幅射光的現色性指數Ra為80以上的情況下，間距△λ是在大約40到大約55nm之間。已經知道，進一步展寬吸收帶，使得間距△λ進一步增大，有可能使發出的光的色溫Tc進一步增高到2500°K以上。然而，在放電容器內徑保持不變時展寬吸收帶會使電容器中的鈉蒸汽壓上升。鈉蒸汽壓上升對燈壽命是不利的，因為特別是鈉蒸汽壓會影響到放電容器的、和容器中的各種腐蝕過程的速度。
應當注意到，在本說明書和所附權利要求書中的詞語“壁負載”規定為以瓦計的燈額定功率與在距離D范圍的放電容器內表面積之比。
在根據本發明的燈中，額定燈電壓與有著相應額定功率的前述已知燈的燈電壓基本相同。這對于在現有的裝置上使用本發明的燈特別有利。通過減小離D來增大壁負載會導致燈電壓的降低。而另一方面，內徑di的減小又導致燈電壓的增高。
在本說明書和權利要求書中的陶瓷壁意味著是結晶金屬氧化物或結晶金屬氮化物所制的壁，例如由單晶蘭寶石、多晶氣密燒結Al2O3、或多晶氣密燒結ALN制成，它完全能承受高溫下的鈉的作用。已知的壁材料能夠在長時間內、在燈中存在的鈉蒸汽壓下承受高達約1400°K的溫度。在較高的溫度下，燈中的鈉蒸汽壓導致對陶瓷壁相當可觀程度的腐蝕。在放電容器和外殼之間的空間中充氣使熱傳遞增大，使得放電容器壁的溫度保持在可接受的限度之內，這也是在較高的壁負載的情況下。適合的氣體是例如稀有氣體和氮，因為這些氣體在經常發生的條件下是高度惰性的。可以由單一氣體，也可由氣體混合物來充氣。在安全性特別重要的場合，在燈的額定工作條件下時，選取充氣壓強大約為一個大氣壓。
通過選擇壁厚，能夠使得對放電容器的最高壁溫的控制達到進一步的改善。壁厚的增加導致壁的熱幅射增加，并促進了自放電容器電極尖端之間的區域向相對低溫的端部進一步的熱傳遞。
另一方面，壁厚的增長對光通量產生有害的影響。此外，隨著壁厚的增長，制造變得更為困難，這是因為不規則的晶體生長和產生內部裂縫的危險增大了。這就是為什么壁厚最好選擇得小于3mm的原因。
選擇較大的D/di比值會得到一個比較長的放電容器。然而，已經知道，由于放電容器較長，放電容器的最高壁溫成正比增高，而仍保持相同的壁負載。因此，根據目前的實踐，最好選擇比值D/di不大于10。按這種方式限制放電容器尺寸的一個附加好處是，能夠借助于一個光分布光學系統按一種簡單的、并且通常是較好的方式實現所希望的光分布。
參考附圖將能更為詳細地解釋根據本發明的燈的一個實施例。其中
圖1 中是表明帶有外殼的燈的側視圖;
圖2 表明了一種燈的縱向截面圖;
圖3 表明了另一種燈的縱向截面圖。
在圖1中，參考號1表示有著陶瓷壁的放電容器，它連同間隔空間8封入外殼6之中。間隔空間8中充氣。放電容器1有兩個電極2和3，它們的相應尖端間距為D，放電容器1在電極2和3之間有著基本上為圓形的橫截面。電極2和3分別聯接到電流導體4和5。外殼有一個燈頭7，電流導體4和5聯接于其上。包含鈉、汞和稀有氣體的放電容器在整個距離D范圍都有內徑di。
在圖2和圖3中，相應部分的參考號比圖1中的部分分別大10和20。電極12、13和22、23分別由鎢/錸(重量比97/3)制成，而電流導體14、15、24、25由Nb制成。放電容器11、21分別由熔融陶瓷18、28所密封。
根據本發明制造的燈有著如圖2所示形狀的放電容器，表中列出了數據。表中包括了一種商業可提供的燈(3號)的數據作為比較。這是型號為菲利浦SDW 50的燈。
表燈號 1 2 3D(mm) 13 11 16.6di(mm) 2.1 1.7 3.5D/di 6.2 6.5 4.7燈功率(瓦) 55 55 53壁負載(瓦/厘米2) 64 94 29Tc(°K) 2680 2800 2500Ra 82 82 82發光效率(流明/瓦) 48 50 47最高壁溫(°K) 1350 1370 1430放電容器中填充有Na/Ag＝15/40(重量比)以及在300°K下為530毫巴(53千帕斯卡)壓強的Xe。1號和2號燈的間隔空間8中充有N2，使得在額定工作條件下為近似1個大氣壓的壓強。在上述先有技術的燈中，間隔空間8是抽真空的。
在額定工作條件下，燈1、2和3的電壓分別是91伏，93伏和90伏。燈電壓的最大相差值3伏是在大量生產的菲利浦SDW 50型燈的燈電壓離散范圍之內的。放電容器的內長分別為18mm(1號燈);17mm(2號燈)和24mm(3號燈)。1號燈壁厚為1.4mm，2號燈為1.5mm。上述先有技術的燈的壁厚為0.8mm。
權利要求
1.一種高壓鈉放電燈，它包括連同著間隔空間一齊封入一個外殼中、并且具有一層陶瓷壁的一個放電容器，放電容器的兩個電極的相應尖端以距離D分隔開，并且至少在整個距離D范圍放電容器有著內徑為di、基本上是圓形的橫截面，此放電燈在額定工作條件下發出色溫Tc至少為2400°K的光，其特征在于，上述放電容器的陶瓷壁在額定工作條件下具有至少為60瓦/厘米2的壁負載，外殼和放電容器之間的的空間充氣，并且D/di＞6。
全文摘要
一種高壓鈉放電燈，具有有著陶瓷壁、并連同著間隔空間(8)封入外殼(6)中的放電容器(1)，此放電容器有兩個電極(2、3)，電極的相應尖端之間間隔距離D。在整個距離D上，放電容器有內徑為di、基本上為圓形的橫截面。在額定工作條件下，陶瓷壁具有至少為60瓦/厘米
文檔編號H01J61/82GK1054333SQ9110109
公開日1991年9月4日 申請日期1991年2月18日 優先權日1990年2月21日
發明者羅伯特斯·A·J·凱澤, 莫妮克·M·F·埃爾迪肯斯 申請人:菲利浦光燈制造公司