JPH0243301B2

JPH0243301B2 -

Info

Publication number: JPH0243301B2
Application number: JP56082591A
Authority: JP
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1990-09-27
Also published as: NL8003216A; CA1169469A; US4409517A; EP0041296A1; JPS5721061A; DE3160870D1; EP0041296B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、真空密に封止られ、その縦軸線が使
用中垂線から45゜より大きくは偏向しないセラミ
ツクの管状放電容器を有し、該放電容器にはハロ
ゲン及び／又はハロゲン化物を含む充填ガスを入
れていて、電極が前記放電容器の端部において各
１個づつ配列されていて、放電がこの放電灯の作
動中これらの電極間に維持され、各電極が、放電
容器壁を通して導入される電流導体に接続される
竪型にて用いる高圧放電灯に関するものである。
そのような放電灯は、英国特許第1374063号明細
書、すなわち特開昭48−97385号（特願昭48−
19701号）に開示されている。

放電灯の光束及び／又は演色性を高めるため、
１種又は２種以上のハロゲン化物を、高圧放電
灯、特に高圧水銀放電灯の充填ガスに添加するこ
とが知られている。そのようなハロゲン化物を用
いて蒸気圧力を高めることと、比較的攻撃的なハ
ロゲン化物の使用を可能にすることとの両方か、
又はそれらのどちらかを可能にするために、上述
の特許明細書は、普通に用いられる石英の代わり
にセラミツク材料から成る放電容器を記載してい
る。このセラミツク材料は好ましくは、緻密に焼
結された多結晶形又はサフアイアの形において、
可視光線に対する透過性の高い酸化アルミニウム
から成る。その上、それは、高温、例えば1200℃
まで不都合なしに加熱することができ、かつそれ
は多くのハロゲン化物に抵抗する。すなわち耐え
る。用いることによつて比較的低い蒸気圧を石英
中にて達成することができるハロゲン化物は、例
えば、沃化ナトリウム、アルカリ土金属沃化物及
び希土類金属沃化物である。石英と協働して、石
英の攻撃をもたらすハロゲン化物は、例えば、沃
化カドミウム、沃化アルミニウム、沃化ランタ
ン、沃化イツトリウムと、さらに多くのもつと腐
食性の臭化物及び塩化物とである。放電容器が、
透明な、緻密に焼結された酸化アルミニウムのよ
うなセラミツク材料から主として構成される放電
灯の電極は、電流導入部材によつて電流を供給さ
れ、前記電流導入部材は、好適な封止材料によつ
て真空密に放電容器に連結される。好適の封止材
料は、例えば、Al₂O₃と幾つかの希土類金属酸化
物との混合物を含むガラスである（米国特許第
3588573号明細書を見よ）。

既知の放電灯の電流導入部材は、中実のピン又
は缶の形をしていて、モリブデンのような高融点
金属から成る。ニオブはセラミツク放電容器の電
流導入素子用材料として非常にしばしば用いられ
るけれども、ニオブが多くのハロゲン化物によつ
て（又放電灯の作動中に生成するハロゲンによつ
て）攻撃されるので、放電容器がハロゲン化物を
含む放電灯に用いるにはあまり適していないと思
われていた。さらに、放電容器壁の黒化が、ニオ
ブの電流導入素子の付近に起こるのが明らかであ
つた。モリブデンに比較して、ニオブは前記の現
象が起こらないという利点を実際に有するが、し
かし電流導入素子用材料としてのモリブデンの使
用が、ニオブに反して、その膨脹係数が放電容器
壁のセラミツク材料の膨脹係数とは比較的大幅に
異なるという欠点がある。使用中これは、電流導
入要素と前記セラミツク壁との間に応力を容易に
発生させるため、リークすなわち漏洩の危険が考
えられる。モリブデンは水素に対しほんの少しし
か透過性がないという附加的な欠点を有する。

放電容器中に一般に気体汚染特に水素が存在す
ることが、非常にやつかいであることが見出され
た。これらの汚染は放電灯の製造中（例えば放電
灯の排気中）に導入されうるが、それに代わつて
これらの気体が放電灯の寿命中に放電容器又は充
填ガスの成分から放出されることが可能である。
放電容器中の極く少量の水素でも（再）点弧電圧
の可成りの上昇をもたらす。この欠点を除去する
ため、放電灯に（例えばジルコニウムから成る水
素ゲツターを用いることが知られている。放電容
器内に配置されているゲツターが、放電灯の作動
中放電容器に入れられているガスによつて攻撃さ
れるという危険を伴なう。それ故好ましくは、そ
のようなゲツターは、セラミツク放電容器の外側
ではあるがその放電容器を取り囲む外側バルブの
内側の位置に設けられる。そのとき水素の輸送が
放電容器から外側バルブへ起こることが必要であ
る。

セラミツク壁は、例えば、石英よりも水素に対
する透過性が小さい。それ故他の手段によつて水
素を放電容器から出発させるようにするため手段
をとらなければならない。驚くべきことに、電流
導入素子、特に、ニオブのような、水素に対し高
度に透過性のある材料を含んだ電流導入素子がこ
の目的に適していることが見出された。しかしな
がら、上述の理由のためこの金属はハロゲン化物
を含む混合ガスを入れた放電容器に用いるのに適
さない。

本発明の目的は、既知の放電灯の欠点が少なく
とも緩和され、電流導入素子の腐食がなく、さら
に水素のような望ましくないガスが放電容器から
容易に出て行くことができる、セラミツク放電容
器を取付けたハロゲンを含有する放電灯を提供す
ることである。

本発明によれば、冒頭の段落に述べた型の竪型
にて用いる高圧放電灯は、作動中の放電の上方に
位置する電流導体の少なくとも放電に面している
表面を、モリブデン及び／又はタングステンで構
成し、かつ作動中の放電の下方に位置する電流導
体を、ニオブ及び／又はタンタルで構成する。

さらに、本発明は、作動中の放電の上方に位置
する電流導体を、ニオブで構成しかつこの電流導
体に、放電に面するカバーを設け、該カバーを、
この電流導体上に位置するモリブデンキヤツプに
よつて形成しかつ電流導体にキヤツプを接続する
ための封止ガラスから作ることを特徴とする。

本発明は、縦軸が作動中垂線から45゜より大き
いところまで偏向しない放電容器において、比較
的移動し難いハロゲン化物の分子（例えば沃化物
分子）が、上方の電極への対流と共に低い拡散係
数をもつて上方へ移動するという事実の認識にそ
の基礎をおく。これは、比較的軽い金属原子（例
えばナトリウム又はインジウム）を下方の電極の
区域に拡散させる。本発明による放電灯において
は、反応性のハロゲン化物分子と、作動中に生成
されるハロゲン原子との間の化学反応が起こらな
いようにされる。この有利な効果が、垂線からの
偏りが45゜より大きい（例えば60゜）ところでは生
じないことが見出された。

従つて、上方の電流導入素子は、前記のハロゲ
ン及び／又はハロゲン化物による攻撃に耐えなけ
ればならない。モリブデン又はタングステンはそ
のような金属の例である。下方の電流導入素子
は、水素に対する比較的高い透過性を有する材料
から構成することができるが、必ずしも攻撃的な
ハロゲン及び／又はハロゲン化物に耐える必要性
がないように思われる。この下方の電流導入素子
は、例えば、ニオブ及び／又はタンタルから成
る。ニオブは水素に対する透過性が高いばかりで
なく、又、緻密に焼結された酸化アルミニウムの
膨脹係数に略々等しい膨脹係数を有する。その上
に、ニオブは、放電容器中に存在する酸素、窒素
及び一酸化炭素のような他の望ましくないガスに
対する好適のゲツターである。

本発明による高圧放電灯の実施例においては、
上方の電流導入素子はニオブから成り、このニオ
ブの表面上に、放電に面しかつハロゲン及び／又
はハロゲン化物による攻撃に耐える材料から成る
シールドすなわち遮蔽が設けられた。この実施例
は、又、上方の電流導入素子が好都合に前記酸化
アルミニウムの膨脹係数に匹敵する膨脹係数を有
する材料（ニオブ）から構成されるという利点を
有する。その遮蔽が、例えば、ハロゲン及び／又
はハロゲン化物による攻撃に耐えるガラスから成
る。それに代わつて、そのスクリーンが、例えば
真空蒸着によつてニオブ壁上に設けられたモリブ
デンの薄層から構成される。好ましくは、この遮
蔽は、モリブデンキヤツプによつて形成され、こ
のモリブデンキヤツプが電流導入素子（例えば、
ニオブ缶から構成する）と封止ガラスとを被覆し
てこのキヤツプを電流導入素子に接続する。

以下、本発明による高圧放電灯の実施例をさら
に図面について説明する。

第１図に示す放電灯は管状放電容器１を具え、
この容器１は真空密に封止られ、又この容器１の
壁は透明な、緻密に焼結された多結晶酸化アルミ
ニウムから成る。この放電容器は、１種又は２種
以上のハロゲン化物のほか、水銀及び希ガスから
成るガス状充填物を有する。この放電灯の作動中
放電を維持する電極２及び３が放電容器１の端部
に１個づつ配列される。各電極は電流導入素子
（４及び５にそれぞれ）に接続される。これらの
電流導入素子４及び５は、放電容器１の中に存在
するガス雰囲気に対し抵抗性のある（すなわち耐
える）封止ガラス６によつて、それぞれ、セラミ
ツク栓７及び８に連結される。この封止ガラス６
は、例えば、とりわけ、米国特許第4122042号明
細書、すなわち特開昭53−18614号（特願昭52−
92617号）に記載されるようにAl₂O₃，La₂O₃及び
SiO₂から成る。これらのセラミツク栓７及び８
は、それぞれ、焼結された接合箇所〔例えば、ド
イツ特許第2814411号明細書、すなわち特開昭53
−129470号（特願昭53−42236号）を見よ〕によ
つて真空密に放電容器壁に接続される。放電容器
は、放電灯ベース１０を有する外側バルブ９によ
つて封入されている。その上、この外側バルブ９
は電流導線１１及び１２を含み、これらの電流導
線１１及び１２はそれぞれ導入素子４及び５に接
続される。放電灯の作動中は、この放電容器１
は、その縦軸線が垂線から45゜よりも大きく偏向
しないような位置にある。例えば、この放電容器
１の縦軸線１３がこの図面において垂線と一致す
る。この放電灯は、直立の位置をとらなければな
らないし、電灯ベース１０はその底部にある。

放電容器１の上端部に配置された電流導入素子
４はモリブデン缶を具え、このモリブデン缶がハ
ロゲン（I₂，Br₂，Cl₂のような）及び／又はハロ
ゲン化物（HgI₂，NaI，TlIのような）による攻
撃に対し抵抗する。すなわち耐える。この放電容
器の他方の、下端部に設けられた電流導入素子５
は、ニオブから成り、このニオブは水素に対する
高い透過率を有するが、作動中ハロゲン及び／又
はハロゲン化物に対し少ししか抵抗しない。すな
わち少ししか耐えられない。放電容器中の水素
は、導入素子５を経て、放電容器と外側バルブと
の間の空間（水素ゲツターを含む）へ流れる。こ
の放電容器の位置のために、拡散係数の低い比較
的攻撃的なハロゲン化物（及び生成されたハロゲ
ン）が、放電灯の作動中に電流導入素子４の方へ
向つて対流によつて移動する。軽い金属原子が作
動中電流導入素子５の領域へ拡散する。

上述の放電灯の実際の実施例においては、放電
容器１には、5300Pa（40トール）の圧力のアルゴ
ンを充填し、さらに、0.4mgのインジウム、17.5
mgの水銀、3.7mgの沃化タリウム、30mgの沃化ナ
トリウム及び２mgの沃化水銀を充填する。この放
電容器は約49mmの長さと約11.5mm（電極間隔33
mm）の内径とを有する。作動中第１図に示す放電
灯は約400Wの電力を消費する。約80lm／Ｗの発
光効率が測定された。

第２図において、端部が幾分半球状を呈するセ
ラミツク放電容器を参照数字２１で表わす。作動
中放電を生ずる電極を２２及び２３で表わす。電
流導入素子２４及び２５（ニオブ）が、封止ガラ
ス２６によつて放電容器に固着された。上方の電
流導入部材２４の放電に面する表面には、ニオブ
に対するシールドすなわち遮蔽として役立つモリ
ブデンキヤツプ２７を設ける。そのモリブデンキ
ヤツプ２７は、放電灯の作動中ニオブの電流導入
部材２４をハロゲン及び／又はハロゲン化物によ
つて攻撃させないようにする。このモリブデンキ
ヤツプ２７は、封止ガラス、すなわち封止ガラス
２６と同じガラス（例えば前述の米国特許第
4122042号明細書すなわち特開昭53−18614号によ
るガラス）の援助によりスポツト溶接された接合
箇所によつてニオブの電流導入部材２４に連結さ
れる。その構造は、ガス雰囲気が電流導入部材２
４のニオブ壁に接触しないようにされている。

以上要するに、本発明は、管状セラミツク放電
容器１を有する、竪型で用いる高圧放電灯に関す
るものであり、それらの電極２，３は、放電容器
の各端部に１個づつ設けられた電流導入部材４，
５に接続され、先ず第１に、上方の電流導入部材
４が、ハロゲン及び／又はハロゲン化物による攻
撃に耐える材料、例えばモリブデンから構成さ
れ、かつ第２に、下方の電流導入部材５が、ハロ
ゲンを透過することのできる材料、例えばニオブ
を含有する（第１図参照）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による高圧水銀蒸気放電灯の
一実施例を示す部分側面部分縦断面略図、第２図
は、本発明の他の実施例の放電容器を示す縦断面
図である。１……管状放電容器、２，３……電極、４，５
……電流導入素子、６……封止ガラス、７，８…
…セラミツク栓、９……外側バルブ、１０……電
灯ベース、１１，１２……電流導線、１３……縦
軸線、２１……セラミツク放電容器、２２，２３
……電極、２４，２５……電流導入部材、２６…
…封止ガラス、２７……モリブデンキヤツプ。

Claims

【特許請求の範囲】１真空密に封止られ、その縦軸線が使用中垂線
から45゜より大きくは偏向しないセラミツクの管
状放電容器を有し、該放電容器にはハロゲン及
び／又はハロゲン化物を含む充填ガスを入れてい
て、電極が前記放電容器の端部において各１個づ
つ配列されていて、放電がこの放電灯の作動中こ
れらの電極間に維持され、各電極が、放電容器壁
を通して導入される電流導体に接続される竪型に
て用いる高圧放電灯において、作動中の放電の上方に位置する電流導体の少な
くとも放電に面している表面を、モリブデン及
び／又はタングステンで構成し、かつ作動中の放
電の下方に位置する電流導体を、ニオブ及び／又
はタンタルで構成することを特徴とする高圧放電
灯。２作動中の放電の上方に位置する電流導体を、
ニオブで構成しかつこの電流導体に、放電に面す
るカバーを設け、該カバーを、この電流導体上に
位置するモリブデンキヤツプによつて形成しかつ
電流導体にキヤツプを接続するための封止ガラス
から作ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の高圧放電灯。