[发明专利]高压钠放电灯

说明书

本发明涉及一种高压钠放电灯，它包括一个连同着间隔空间一齐封入一个外壳中、并且具有一层陶瓷壁的放电容器，该放电容器的两个电极的相应尖端以距离D分隔开，至少在整个距离D范围，放电容器有着内径为di、基本上是圆形的横截面，此放电灯在额定工作条件下发出色温Tc至少为2400°K的光。

GB-A-2.083.281中描述了上述的这种类型的灯。这种已知的灯发出的白光有着良好的现色性，以现色性指数Ra表示，其数值大于80。通常，通过下述这些有着（x;y）座标的点的直线构成一个色三角区：（0，400;0，430）、（0，510;0430）、（0，485;0，390）和（0，400;0，360），此区域能看作为表示高压钠灯所发出的光中的“白光”。在这种情况下，色温Tc处于大约2300°K到4000°K之间。

这种已知的灯能够例如在强光照明应用中用来替代白炽灯。然而，与白炽灯发出的光相比较，这种灯的色温Tc相对低，为了能替代白炽灯，就必须使现色性指数Ra达80以上。实际的高压钠灯可得到的最大现色性指数值是在80到大约85之间。

为此，本发明特别提供这样一种灯，其色温Tc显著地高于2400°K，而现色性指数Ra＞80。

根据本发明，这个目标的实现是通过使第一段中描述的这种类型灯具有如下特点：在额定工作条件下，放电容器的陶瓷壁有着至少为60瓦/厘米²的壁负载、外壳和放电容器之间的间隔空间充气、以及D/di＞6。

根据本发明的灯有可能产生色温显著高于2400°K的光，而保持现色性指数Ra为80以上。因而它至少可以保持其发光效率。下面将就此进行描述。

一个高压钠放电灯发出的光的频谱的特点在于它有着近于589nm的吸收带，在吸收带每一边有着间距为△λ的谱线最大值边缘。在幅射光的现色性指数Ra为80以上的情况下，间距△λ是在大约40到大约55nm之间。已经知道，进一步展宽吸收带，使得间距△λ进一步增大，有可能使发出的光的色温Tc进一步增高到2500°K以上。然而，在放电容器内径保持不变时展宽吸收带会使电容器中的钠蒸汽压上升。钠蒸汽压上升对灯寿命是不利的，因为特别是钠蒸汽压会影响到放电容器的、和容器中的各种腐蚀过程的速度。

应当注意到，在本说明书和所附权利要求书中的词语“壁负载”规定为以瓦计的灯额定功率与在距离D范围的放电容器内表面积之比。

在根据本发明的灯中，额定灯电压与有着相应额定功率的前述已知灯的灯电压基本相同。这对于在现有的装置上使用本发明的灯特别有利。通过减小离D来增大壁负载会导致灯电压的降低。而另一方面，内径di的减小又导致灯电压的增高。

在本说明书和权利要求书中的陶瓷壁意味着是结晶金属氧化物或结晶金属氮化物所制的壁，例如由单晶兰宝石、多晶气密烧结Al₂O₃、或多晶气密烧结ALN制成，它完全能承受高温下的钠的作用。已知的壁材料能够在长时间内、在灯中存在的钠蒸汽压下承受高达约1400°K的温度。在较高的温度下，灯中的钠蒸汽压导致对陶瓷壁相当可观程度的腐蚀。在放电容器和外壳之间的空间中充气使热传递增大，使得放电容器壁的温度保持在可接受的限度之内，这也是在较高的壁负载的情况下。适合的气体是例如稀有气体和氮，因为这些气体在经常发生的条件下是高度惰性的。可以由单一气体，也可由气体混合物来充气。在安全性特别重要的场合，在灯的额定工作条件下时，选取充气压强大约为一个大气压。

通过选择壁厚，能够使得对放电容器的最高壁温的控制达到进一步的改善。壁厚的增加导致壁的热幅射增加，并促进了自放电容器电极尖端之间的区域向相对低温的端部进一步的热传递。

另一方面，壁厚的增长对光通量产生有害的影响。此外，随着壁厚的增长，制造变得更为困难，这是因为不规则的晶体生长和产生内部裂缝的危险增大了。这就是为什么壁厚最好选择得小于3mm的原因。

选择较大的D/di比值会得到一个比较长的放电容器。然而，已经知道，由于放电容器较长，放电容器的最高壁温成正比增高，而仍保持相同的壁负载。因此，根据目前的实践，最好选择比值D/di不大于10。按这种方式限制放电容器尺寸的一个附加好处是，能够借助于一个光分布光学系统按一种简单的、并且通常是较好的方式实现所希望的光分布。

参考附图将能更为详细地解释根据本发明的灯的一个实施例。其中：

图1  中是表明带有外壳的灯的侧视图;

图2  表明了一种灯的纵向截面图;

图3  表明了另一种灯的纵向截面图。