JP2001517856A - 有電極セレンランプ - Google Patents
有電極セレンランプInfo
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- JP2001517856A JP2001517856A JP2000513303A JP2000513303A JP2001517856A JP 2001517856 A JP2001517856 A JP 2001517856A JP 2000513303 A JP2000513303 A JP 2000513303A JP 2000513303 A JP2000513303 A JP 2000513303A JP 2001517856 A JP2001517856 A JP 2001517856A
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- selenium
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/06—Main electrodes
- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
- H01J61/0735—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】
アーク放電ランプが光透過性被包体(3)と、該光透過性被包体内部に少なくとも部分的に配設されている2つの電極(1,2)と、励起された場合に光透過性被包体(3)内部に配置されるセレンを含有するプラズマ形成用充填物とを有している。光透過性被包体(3)の内側に配設されている電極(1,2)の部分の外部表面は、モリブデン及びモリブデン化合物のグループから選択した電極物質を有している。
Description
【0001】
本発明はセレンランプに関するものである。更に詳細には、本発明は、セレン
又はセレン化合物を含有する充填物を包含する有電極ランプに関するものである
。
又はセレン化合物を含有する充填物を包含する有電極ランプに関するものである
。
【0002】
セレン充填物を有する有電極ランプの1例は「セレン又は硫黄を有する可視光
ランプ (VISIBLE LAMP INCLUDING SELENIUM
OR SULFUR)」という名称の米国特許第5,606,220号、及びP CT公開番号WO92/08240において開示されており、それらの各々は引
用によって本明細書に取込む。
ランプ (VISIBLE LAMP INCLUDING SELENIUM
OR SULFUR)」という名称の米国特許第5,606,220号、及びP CT公開番号WO92/08240において開示されており、それらの各々は引
用によって本明細書に取込む。
【0003】 有電極ランプの寿命はかなりの部分がその電極の有用な寿命に依存する。動作
期間中に、電極物質は充填物物質と反応し且つ分解する場合がある。又、高い電
極温度のために、ある電極物質は蒸発する場合があり且つランプ壁上に付着され
、それにより壁を黒化させる場合がある。過剰に電極物質が蒸発すると、ランプ
は全く動作しない場合がある。
期間中に、電極物質は充填物物質と反応し且つ分解する場合がある。又、高い電
極温度のために、ある電極物質は蒸発する場合があり且つランプ壁上に付着され
、それにより壁を黒化させる場合がある。過剰に電極物質が蒸発すると、ランプ
は全く動作しない場合がある。
【0004】 これらの問題は、典型的なランプ動作条件においてのセレンの反応特性のため
に、セレン充填物を有する有電極ランプにとって特に重要である。従来の電極物
質を使用する有電極セレンランプは極めて制限された動作寿命を有する場合があ
る。
に、セレン充填物を有する有電極ランプにとって特に重要である。従来の電極物
質を使用する有電極セレンランプは極めて制限された動作寿命を有する場合があ
る。
【0005】
本発明の目的とするところは、動作寿命を改善した有電極セレンランプを提供
することである。
することである。
【0006】 本発明の別の目的とするところは、改良した電極物質を具備する有電極セレン
ランプを提供することである。
ランプを提供することである。
【0007】
本発明の上述した目的及びその他の目的は、加熱するに従い放電に化学的に参
画する電極物質を使用する電極を具備する有電極セレンランプによって達成され
る。例えば、該電極物質は、セレンと結合された場合に、該電極物質とセレンと
の固体化合物が適宜のランプ動作温度において分解して固体金属とセレンガスと
を解放する特性を示す金属を有することが可能である。これらの条件を満足する
例示的な電極物質はモリブデンである。
画する電極物質を使用する電極を具備する有電極セレンランプによって達成され
る。例えば、該電極物質は、セレンと結合された場合に、該電極物質とセレンと
の固体化合物が適宜のランプ動作温度において分解して固体金属とセレンガスと
を解放する特性を示す金属を有することが可能である。これらの条件を満足する
例示的な電極物質はモリブデンである。
【0008】 本発明に基づく有電極セレンランプは、励起された場合に光を発生する充填物
を包囲する光透過性放電被包体及び2つの電極を有しており、各電極は該光透過
性放電被包体の内側に配設される部分を有しており、これら2つの電極の各々は
モリブデン又はモリブデン化合物を有している。該光透過性放電被包体は、例え
ば、透明な融解石英から構成した石英アーク管とすることが可能である。アーク
管物質に対するその他の例としては、アルミナ又はサファイヤがある。該充填物
は、例えば、セレン又はセレン化合物を包含することが可能である。セレンは、
例えば、電極が低温である場合に初期的に電極上に付着させることが可能であり
、そのセレンは、電極が動作期間中に加熱されると、該電極から飛び出して光発
生用充填物と合体する。該充填物は、更に、ハロゲン化セシウム (例えば、Cs
Br又はCsI)を有することが可能であり、且つ、更に、化学量論を超える量 のハロゲン化物を有することが可能である。
を包囲する光透過性放電被包体及び2つの電極を有しており、各電極は該光透過
性放電被包体の内側に配設される部分を有しており、これら2つの電極の各々は
モリブデン又はモリブデン化合物を有している。該光透過性放電被包体は、例え
ば、透明な融解石英から構成した石英アーク管とすることが可能である。アーク
管物質に対するその他の例としては、アルミナ又はサファイヤがある。該充填物
は、例えば、セレン又はセレン化合物を包含することが可能である。セレンは、
例えば、電極が低温である場合に初期的に電極上に付着させることが可能であり
、そのセレンは、電極が動作期間中に加熱されると、該電極から飛び出して光発
生用充填物と合体する。該充填物は、更に、ハロゲン化セシウム (例えば、Cs
Br又はCsI)を有することが可能であり、且つ、更に、化学量論を超える量 のハロゲン化物を有することが可能である。
【0009】 石英アーク管内の充填物内にセシウムが存在する場合には、セシウムが石英を
攻撃することを防止するためにハロゲン化物も存在せねばならない。一方、セシ
ウムはアルミナ又はサファイヤを攻撃することはないので、アーク管をアルミナ
又はサファイヤから構成することが可能である。
攻撃することを防止するためにハロゲン化物も存在せねばならない。一方、セシ
ウムはアルミナ又はサファイヤを攻撃することはないので、アーク管をアルミナ
又はサファイヤから構成することが可能である。
【0010】 有電極セレンランプは、更に、光透過性放電被包体を取囲んでいる光透過性外
側被包体を有することが可能である。この光透過性外側被包体は、好適には、排
気されており、光透過性放電被包体の周りに真空状態を与える。
側被包体を有することが可能である。この光透過性外側被包体は、好適には、排
気されており、光透過性放電被包体の周りに真空状態を与える。
【0011】 本発明の別の側面は、電極上の熱的再付着のためのハロゲンサイクルを容易と
する充填物に対する添加物を提供している。
する充填物に対する添加物を提供している。
【0012】
セレンランプは無電極又は有電極の何れかとすることが可能である。先に引用
した米国特許第5,606,220号は両方のタイプを記載している。無電極セ
レンランプと比較して、本発明に基づく有電極セレンランプは直流 (DC)又は 低周波数 (例えば、約40kHz未満)の交流 (AC)駆動電圧で動作させること
が可能であり、それにより駆動回路の複雑性及びコストを著しく減少させること
が可能である。
した米国特許第5,606,220号は両方のタイプを記載している。無電極セ
レンランプと比較して、本発明に基づく有電極セレンランプは直流 (DC)又は 低周波数 (例えば、約40kHz未満)の交流 (AC)駆動電圧で動作させること
が可能であり、それにより駆動回路の複雑性及びコストを著しく減少させること
が可能である。
【0013】 本発明に基づく有電極セレンランプは、より低い密度のセレン充填物 (例えば
、約1017乃至1018分子数/cc又はそれ以下)で動作させることが可能であ り、その場合に、そのセレンから発生される光スペクトルは支配的に紫外線 (U
V)範囲内にある。然しながら、好適には、本発明に基づく有電極ランプはより 高い密度のセレン充填物 (例えば、約1018乃至1019分子数/cc又はそれ以
上)で動作され、従ってそのセレンから発生される光スペクトルは支配的に可視 光範囲内である。上述したセレン充填物密度においては、放電は、典型的に、ア
ークの形態をとる。アーク放電が存在する場合の電極は動作期間中に非常に高い
温度に到達する。高い電極温度は放電ガス内に存在する物質に対する電極の化学
的反応性を劇的に増加させる。セレンは殆どの金属と高度に反応性を有するもの
であるから、従来の電極物質は長寿命の有電極セレンランプに対する適切なもの
ではない。
、約1017乃至1018分子数/cc又はそれ以下)で動作させることが可能であ り、その場合に、そのセレンから発生される光スペクトルは支配的に紫外線 (U
V)範囲内にある。然しながら、好適には、本発明に基づく有電極ランプはより 高い密度のセレン充填物 (例えば、約1018乃至1019分子数/cc又はそれ以
上)で動作され、従ってそのセレンから発生される光スペクトルは支配的に可視 光範囲内である。上述したセレン充填物密度においては、放電は、典型的に、ア
ークの形態をとる。アーク放電が存在する場合の電極は動作期間中に非常に高い
温度に到達する。高い電極温度は放電ガス内に存在する物質に対する電極の化学
的反応性を劇的に増加させる。セレンは殆どの金属と高度に反応性を有するもの
であるから、従来の電極物質は長寿命の有電極セレンランプに対する適切なもの
ではない。
【0014】 本発明によれば、バルブ体積の外部に露出される電極物質としてモリブデン (
又はモリブデン化合物)を使用する。他の目的のためにモリブデン物質を使用す ることは有電極ランプ技術において公知である。従来の電極物質はタングステン
又は別の金属と結合したタングステンを包含している。従来、モリブデンは石英
と金属とのシール物質として使用されている。何故ならば、モリブデンはタング
ステンと比較して脆性がより低い金属だからである。このような石英/モリブデ
ンホイルシールはランプ業界において標準的なものである。モリブデンは通常電
極物質としては考えられていない。何故ならば、タングステンよりも柔らかく且
つタングステンよりも融点が低いからである。然しながら、セレンランプと結合
した場合に、モリブデンは従来の電極物質では得ることの不可能な利点を提供す
る。これらの利点について以下に詳細に説明する。
又はモリブデン化合物)を使用する。他の目的のためにモリブデン物質を使用す ることは有電極ランプ技術において公知である。従来の電極物質はタングステン
又は別の金属と結合したタングステンを包含している。従来、モリブデンは石英
と金属とのシール物質として使用されている。何故ならば、モリブデンはタング
ステンと比較して脆性がより低い金属だからである。このような石英/モリブデ
ンホイルシールはランプ業界において標準的なものである。モリブデンは通常電
極物質としては考えられていない。何故ならば、タングステンよりも柔らかく且
つタングステンよりも融点が低いからである。然しながら、セレンランプと結合
した場合に、モリブデンは従来の電極物質では得ることの不可能な利点を提供す
る。これらの利点について以下に詳細に説明する。
【0015】 図1は本発明に基づく有電極セレンランプの第一実施例の概略図である。有電
極アーク放電ランプは電極1及び2を有しており、それらはアーク管3の夫々の
端部に装着されている。電圧源5が電極1,2の間のアーク管3内においてアー ク放電を開始させ且つ維持するために電極1,2に対してエネルギを供給する。 電極1,2と電圧源5との間の接続は、例えば、従来の石英/モリブデンシール 方法を使用してモリブデンホイルシール7,9を介して行うことが可能である。 本発明によれば、アーク管3の内部体積に露呈される電極1,2の全ての外部表 面はモリブデン又はモリブデン化合物から構成されている。
極アーク放電ランプは電極1及び2を有しており、それらはアーク管3の夫々の
端部に装着されている。電圧源5が電極1,2の間のアーク管3内においてアー ク放電を開始させ且つ維持するために電極1,2に対してエネルギを供給する。 電極1,2と電圧源5との間の接続は、例えば、従来の石英/モリブデンシール 方法を使用してモリブデンホイルシール7,9を介して行うことが可能である。 本発明によれば、アーク管3の内部体積に露呈される電極1,2の全ての外部表 面はモリブデン又はモリブデン化合物から構成されている。
【0016】 図2は本発明に基づく有電極セレンランプの第二実施例の概略図を示している
。モリブデン電極11,12はアーク管13の夫々の端部に装着されており、ア ーク管13は、例えば、透明な融解石英、アルミナ、又はサファイヤから構成す
ることが可能である。アーク管13は例えば硬質ガラスから構成されている排気
されている外側被包体14内に装着されている。区域15は、好適には、外側被
包体14とアーク管13との間の真空を形成している。
。モリブデン電極11,12はアーク管13の夫々の端部に装着されており、ア ーク管13は、例えば、透明な融解石英、アルミナ、又はサファイヤから構成す
ることが可能である。アーク管13は例えば硬質ガラスから構成されている排気
されている外側被包体14内に装着されている。区域15は、好適には、外側被
包体14とアーク管13との間の真空を形成している。
【0017】 モリブデン電極11,12は、アーク管13内部の体積に露出されている表面 16,17がセレン化物 (例えば、Mo3Se4,MoSe2,Se)のうちの1つ 又はその組合せへ変換されているように形成されている。このことは、例えば、
モリブデン電極11,12を約221℃と685℃との間の温度にある溶融セレ ン内に浸漬させることによって達成することが可能である。一方、電極11,1 2は、アーク管13を適宜の量のセレンでドーピングし且つ炉中において該ラン
プを約700℃の温度へ加熱させることによってアーク管13をシールした後に
変換させることが可能である。
モリブデン電極11,12を約221℃と685℃との間の温度にある溶融セレ ン内に浸漬させることによって達成することが可能である。一方、電極11,1 2は、アーク管13を適宜の量のセレンでドーピングし且つ炉中において該ラン
プを約700℃の温度へ加熱させることによってアーク管13をシールした後に
変換させることが可能である。
【0018】 アーク管13は充填物18を取囲んでおり、充填物18は、例えば、低圧不活
性ガスを有している。動作期間中に、電極11,12からセレンが追い出され且 つ充填物18と合体する。動作期間中に、セレン又はセレン化合物を含有する充
填物18は、2つの電極11,12の間にアーク放電を形成し、それは、適宜の 動作温度及び圧力において可視光を発生する。
性ガスを有している。動作期間中に、電極11,12からセレンが追い出され且 つ充填物18と合体する。動作期間中に、セレン又はセレン化合物を含有する充
填物18は、2つの電極11,12の間にアーク放電を形成し、それは、適宜の 動作温度及び圧力において可視光を発生する。
【0019】 動作が終了すると、充填物18中のセレンは電極11,12上に再付着するこ とが望ましい場合がある。このことは、電極11,12がアーク管13よりもよ り迅速に冷却するような形態とすることにより達成される。例えば、外側被包体
14は、電極11,12が周囲の空気から分離されているよりもより大きな程度 でアーク管13を周囲の空気から熱的に分離している。従って、電極11,12 はアーク管13よりもより迅速に冷却する。電極11,12がアーク管13より も前にセレンの凝縮点 (例えば、約685℃)以下に冷却すると、ランプが消灯 した場合にセレンは電極11,12上に凝縮する。好適には、アーク管13の外 側に露出されている電極11,12の面積は冷却に貢献するために比較的大きな ものである。
14は、電極11,12が周囲の空気から分離されているよりもより大きな程度 でアーク管13を周囲の空気から熱的に分離している。従って、電極11,12 はアーク管13よりもより迅速に冷却する。電極11,12がアーク管13より も前にセレンの凝縮点 (例えば、約685℃)以下に冷却すると、ランプが消灯 した場合にセレンは電極11,12上に凝縮する。好適には、アーク管13の外 側に露出されている電極11,12の面積は冷却に貢献するために比較的大きな ものである。
【0020】 上述した実施例は既にセレンを含有するモリブデン化合物から形成されること
を特定しているが、その他のアプローチも同様の結果を発生する。例えば、別の
アプローチとしては、電極11,12を適宜の量のセレンでコーティングし放電 用の適切な密度のセレンを与えるものである。別法はアーク管13に適宜の量の
セレンを供給し且つ初期的な不活性ガス放電が該セレンを蒸発させることを可能
とさせることである。いずれの場合においても、動作が終了すると、セレンは上
述した如く種々のセレン化物 (例えば、Mo3Se4,MoSe2,Se)の形態で
電極上に凝縮する。
を特定しているが、その他のアプローチも同様の結果を発生する。例えば、別の
アプローチとしては、電極11,12を適宜の量のセレンでコーティングし放電 用の適切な密度のセレンを与えるものである。別法はアーク管13に適宜の量の
セレンを供給し且つ初期的な不活性ガス放電が該セレンを蒸発させることを可能
とさせることである。いずれの場合においても、動作が終了すると、セレンは上
述した如く種々のセレン化物 (例えば、Mo3Se4,MoSe2,Se)の形態で
電極上に凝縮する。
【0021】 図3はより詳細に電極構造を示した本発明の第三実施例を示している。モリブ
デンを石英に装着することは当該技術において公知であり且つFred Rro
sebury著「電子管及び真空技術のハンドブック (Handbook of
Electron Tube and Vacuum Techniques
)」、アジソン・ウエズリィ出版社、1965、において詳細に記載されており 、それを引用によって全体を本明細書に取込む。電極21を石英アーク管23へ
装着する本発明に基づく例示的なアプローチは上に引用したハンドブックにおい
て記載されているような「ハウスキーパー (housekeeper)」シール を有している。
デンを石英に装着することは当該技術において公知であり且つFred Rro
sebury著「電子管及び真空技術のハンドブック (Handbook of
Electron Tube and Vacuum Techniques
)」、アジソン・ウエズリィ出版社、1965、において詳細に記載されており 、それを引用によって全体を本明細書に取込む。電極21を石英アーク管23へ
装着する本発明に基づく例示的なアプローチは上に引用したハンドブックにおい
て記載されているような「ハウスキーパー (housekeeper)」シール を有している。
【0022】 図3に示したように、電極21はモリブデン部分21aと非モリブデン部分2
1bとを有している。非モリブデン部分21bは、例えば、金属又はその他の導
電性物質とすることが可能である。石英アーク管23は上述した「ハウスキーパ
ー」シールによって電極21のモリブデン部分21aに取付けられている。電極
21の非モリブデン部分21bは、金属を石英ヘ装着するためのその他の従来の
方法によって石英外側被包体24に取付けられている。
1bとを有している。非モリブデン部分21bは、例えば、金属又はその他の導
電性物質とすることが可能である。石英アーク管23は上述した「ハウスキーパ
ー」シールによって電極21のモリブデン部分21aに取付けられている。電極
21の非モリブデン部分21bは、金属を石英ヘ装着するためのその他の従来の
方法によって石英外側被包体24に取付けられている。
【0023】 本発明に基づく有電極セレンランプの動作のより詳細な説明について図4を参
照して以下に説明する。図4はモリブデンとセレンに対する平衡相図を示してい
る。モリブデン及びモリブデン/セレン化合物の特性に関する更なる説明はBr
ewer, L.及びLamoreaux, R.H.著「モリブデン:その化
合物及び合金の物理化学的特性(Molybdenum: Physico−C
hemical Properties of its Compounds
and Alloys)」、ATOMIC ENERGY REV. SEC.
ISSUE、No.7、ウイ−ン、1980において記載されており、尚それ
を引用によってその全体を本明細書に取込む。図4に示した図は該Brewer
文献における推定された熱力学的データから計算したものである。Se蒸気、液
体、固体のMo成分は極めて小さく、且つ酸化物又はハロゲン化物不純物によっ
て固定されている。該Brewer文献中に引用されている他の文献によれば、
解離を防止するために使用されるSe蒸気の高圧力において、Mo3Se4及びM
oSe2は1600℃乃至1700℃で一致溶融し、Mo/Mo3Se4及びMo3 Se4/MoSe2共晶が形成される。
照して以下に説明する。図4はモリブデンとセレンに対する平衡相図を示してい
る。モリブデン及びモリブデン/セレン化合物の特性に関する更なる説明はBr
ewer, L.及びLamoreaux, R.H.著「モリブデン:その化
合物及び合金の物理化学的特性(Molybdenum: Physico−C
hemical Properties of its Compounds
and Alloys)」、ATOMIC ENERGY REV. SEC.
ISSUE、No.7、ウイ−ン、1980において記載されており、尚それ
を引用によってその全体を本明細書に取込む。図4に示した図は該Brewer
文献における推定された熱力学的データから計算したものである。Se蒸気、液
体、固体のMo成分は極めて小さく、且つ酸化物又はハロゲン化物不純物によっ
て固定されている。該Brewer文献中に引用されている他の文献によれば、
解離を防止するために使用されるSe蒸気の高圧力において、Mo3Se4及びM
oSe2は1600℃乃至1700℃で一致溶融し、Mo/Mo3Se4及びMo3 Se4/MoSe2共晶が形成される。
【0024】 モリブデンの溶融点は約2896゜Kである。本発明によれば、モリブデンか ら構成されている電極(又はアーク管の内部体積に露出される電極の部分として
少なくともモリブデンを包含している)は、アーク放電ランプを駆動する場合に
それがセレンの解離を介してサイクル動作するように動作する。上述したように
、アーク電極は、典型的に、非常に高温となる(例えば、2000℃近傍)。従
って、動作中の電極温度において、セレンは電極から追い出される。放電が終了
すると、電極が上述したような形態とされている場合には、セレンがモリブデン
電極上に再付着する。
少なくともモリブデンを包含している)は、アーク放電ランプを駆動する場合に
それがセレンの解離を介してサイクル動作するように動作する。上述したように
、アーク電極は、典型的に、非常に高温となる(例えば、2000℃近傍)。従
って、動作中の電極温度において、セレンは電極から追い出される。放電が終了
すると、電極が上述したような形態とされている場合には、セレンがモリブデン
電極上に再付着する。
【0025】 Mo−Seに対する平衡相図は注目に値する。何故ならば、それはモリブデン
及びセレンの固体化合物は約1400℃(±100℃)以上において分解し純粋
なモリブデン金属とセレンガスとを解放することを示しているからである。温度
が増加するに従い、化学的反応性も増加する。然しながら、殆どの従来の電極物
質の場合には、電極物質もガスとなった後に(即ち、両方の成分がガスとなった
後)において始めて解離が発生する。従って、モリブデン/セレンの組合せはセ
レンランプにおける電極物質として利点を提供している。何故ならば、モリブデ
ンはセレンが蒸発する点において固体に留まるからである。又、図4から理解す
ることが可能であるように、モリブデン及びセレンは典型的な電極動作温度(例
えば、約2000℃)において反応するものではない。
及びセレンの固体化合物は約1400℃(±100℃)以上において分解し純粋
なモリブデン金属とセレンガスとを解放することを示しているからである。温度
が増加するに従い、化学的反応性も増加する。然しながら、殆どの従来の電極物
質の場合には、電極物質もガスとなった後に(即ち、両方の成分がガスとなった
後)において始めて解離が発生する。従って、モリブデン/セレンの組合せはセ
レンランプにおける電極物質として利点を提供している。何故ならば、モリブデ
ンはセレンが蒸発する点において固体に留まるからである。又、図4から理解す
ることが可能であるように、モリブデン及びセレンは典型的な電極動作温度(例
えば、約2000℃)において反応するものではない。
【0026】 本発明の別の側面は、放電内及び石英アーク管壁上に到達するモリブデンの回
収に関するものである。エミッションプロセスにおいて、幾らかのモリブデンが
放電領域に入り(例えば、蒸発又はスパッタリングによって)且つアーク管壁上
に付着される場合がある。本発明によれば、充填物及び/又はランプ壁からモリ
ブデンを回収するためにランプ充填物に対して少量の塩素を添加する。充填物に
塩素を添加する結果、以下に説明するように「ハロゲン」サイクルが発生する。
収に関するものである。エミッションプロセスにおいて、幾らかのモリブデンが
放電領域に入り(例えば、蒸発又はスパッタリングによって)且つアーク管壁上
に付着される場合がある。本発明によれば、充填物及び/又はランプ壁からモリ
ブデンを回収するためにランプ充填物に対して少量の塩素を添加する。充填物に
塩素を添加する結果、以下に説明するように「ハロゲン」サイクルが発生する。
【0027】 図5はモリブデンと塩素に対する平衡相図を示している。塩化モリブデン(M
oCl2)は約950℃において分解する。アーク管壁が約950℃未満に保持 され且つ電極表面が約950℃より高い場合(約2000℃が可能性のある電極
表面温度である)、アーク管壁上に付着するモリブデンは充填物中の塩素と結合
して充填物内においてMoCl2を形成する(即ち、アーク管壁からモリブデン が除去される)。充填物中のMoCl2は、究極的に、電極表面と接触し、その 点において、塩素が解離されモリブデンが電極へ復帰される。従って、電極表面
から出るモリブデンは優先的に電極へ戻されることとなる。この機能は例えば沃
素及び臭素等のその他のハロゲンによって達成することも可能である。MoI2 及びMoBr2は両方ともMoCl2と同様の熱力学的機能性を有している。
oCl2)は約950℃において分解する。アーク管壁が約950℃未満に保持 され且つ電極表面が約950℃より高い場合(約2000℃が可能性のある電極
表面温度である)、アーク管壁上に付着するモリブデンは充填物中の塩素と結合
して充填物内においてMoCl2を形成する(即ち、アーク管壁からモリブデン が除去される)。充填物中のMoCl2は、究極的に、電極表面と接触し、その 点において、塩素が解離されモリブデンが電極へ復帰される。従って、電極表面
から出るモリブデンは優先的に電極へ戻されることとなる。この機能は例えば沃
素及び臭素等のその他のハロゲンによって達成することも可能である。MoI2 及びMoBr2は両方ともMoCl2と同様の熱力学的機能性を有している。
【0028】 充填物中において塩素を使用することはセレン・塩素化合物の形成及びそれら
の蒸気圧に関し何等問題を発生するものではない。塩素との唯一のセレン化合物
は四塩化セレン(SeCl4)である。四塩化セレンは約305℃において溶融 するが288℃において分解する(即ち、それが溶融する前に分解する)。更に
低い溶融点及び分解温度を有するセレン・臭素及びセレン・沃素についても同じ
ことが言える。
の蒸気圧に関し何等問題を発生するものではない。塩素との唯一のセレン化合物
は四塩化セレン(SeCl4)である。四塩化セレンは約305℃において溶融 するが288℃において分解する(即ち、それが溶融する前に分解する)。更に
低い溶融点及び分解温度を有するセレン・臭素及びセレン・沃素についても同じ
ことが言える。
【0029】 例示した化合物及びその他の化合物に関する更なる情報はK. Mills著
「無機硫化物及びセレン化物及びテルル化物に対する熱力学的データ(Ther
modynamic Data for Inorganic Sulfide
s, Selenides and Tellurides)」、ロンドン:バ ターワース、1974、O.Kubaschewski, et al.著「材 料熱化学(Materials Thermochemitsry)」、第6版
、オックスフォード:パーガマンプレス、1993、M. Chase, et
al.著「JANAF熱化学テーブル(JANAF Thermochem.
Tables)」、第3版、J. Phys. Chem. Ref. Da
ta、1985(Supp.1)、に記載されており、尚、これらの各々の全体
を引用によって本明細書に取込む。
「無機硫化物及びセレン化物及びテルル化物に対する熱力学的データ(Ther
modynamic Data for Inorganic Sulfide
s, Selenides and Tellurides)」、ロンドン:バ ターワース、1974、O.Kubaschewski, et al.著「材 料熱化学(Materials Thermochemitsry)」、第6版
、オックスフォード:パーガマンプレス、1993、M. Chase, et
al.著「JANAF熱化学テーブル(JANAF Thermochem.
Tables)」、第3版、J. Phys. Chem. Ref. Da
ta、1985(Supp.1)、に記載されており、尚、これらの各々の全体
を引用によって本明細書に取込む。
【0030】 スパッタリング(放電内へのモリブデンの注入)を防止するか又は少なくとも
量を減少させるために、モリブデン電極を、例えばセシウム、バリウム酸化物、
ストロンチウム酸化物、及び/又はディスペンサ陰極の形態におけるトリウム等
の適宜の物質でドーピングすることが可能である。充填物に対してセシウムを添
加することは、更なる利点を提供する。何故ならば、セシウムは電子ドナーとし
て放電を修正するからである。充填物に対してセシウムを添加することの多数の
有益的な効果については1997年5月21日付で出願した「バルブ回転なしの
硫黄/セレンランプ(SULFUR/SELENIUM LAMPS WITH
OUT BULB ROTOTION)」と言う名称の米国仮特許出願番号第6
0/047,351号、及びPCT特許出願PCT/US98/10327にお
いて詳細に記載されており、それらの各々の全体を引用によって本明細書に取込
む。セシウムは、更に、電極の仕事関数を低下させることによって電極を助ける
。
量を減少させるために、モリブデン電極を、例えばセシウム、バリウム酸化物、
ストロンチウム酸化物、及び/又はディスペンサ陰極の形態におけるトリウム等
の適宜の物質でドーピングすることが可能である。充填物に対してセシウムを添
加することは、更なる利点を提供する。何故ならば、セシウムは電子ドナーとし
て放電を修正するからである。充填物に対してセシウムを添加することの多数の
有益的な効果については1997年5月21日付で出願した「バルブ回転なしの
硫黄/セレンランプ(SULFUR/SELENIUM LAMPS WITH
OUT BULB ROTOTION)」と言う名称の米国仮特許出願番号第6
0/047,351号、及びPCT特許出願PCT/US98/10327にお
いて詳細に記載されており、それらの各々の全体を引用によって本明細書に取込
む。セシウムは、更に、電極の仕事関数を低下させることによって電極を助ける
。
【0031】 本発明を特定の実施例について説明したが、本発明は本明細書に記載した例に
制限されるものとして解釈されるものではない。上述した種々の実施例は例示的
なものであって制限的なものではない。例えば、本発明に基づく適切な電極物質
としてモリブデンについて説明したが、セレンと結合して同様の特性を有するそ
の他の電極物質を使用することも可能である。
制限されるものとして解釈されるものではない。上述した種々の実施例は例示的
なものであって制限的なものではない。例えば、本発明に基づく適切な電極物質
としてモリブデンについて説明したが、セレンと結合して同様の特性を有するそ
の他の電極物質を使用することも可能である。
【図1】 本発明に基づく有電極セレンランプの第一実施例の概略図。
【図2】 本発明に基づく有電極セレンランプの第二実施例の概略断面図。
【図3】 本発明に基づく有電極セレンランプの第三実施例に対する電極形
状の拡大部分断面図。
状の拡大部分断面図。
【図4】 モリブデン及びセレンに対する平衡相図。
【図5】 モリブデン及び塩素に対する平衡相図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 シャンクス, ブルース アメリカ合衆国, メリーランド 20882, ゲチスバーグ, クリークビュー ドラ イブ 22221 (72)発明者 マクレナン, ドナルド エイ. アメリカ合衆国, メリーランド 20878, ゲチスバーグ, アスレチック ウエイ 9718 Fターム(参考) 5C015 QQ06 RR05
Claims (29)
- 【請求項1】 アーク放電ランプにおいて、 夫々の端部を具備する密封したアーク管、 前記アーク管の夫々の端部に夫々装着されており少なくともその一部が前記ア
ーク管の内側に延在している一対の電極、 励起された場合に前記アーク管の内側に配置されるセレンを有するプラズマ形
成用充填物、 を有しており、前記アーク管の内側に延在する前記電極の部分の外部表面が金属
電極物質を有しており、前記金属電極物質は、セレンと結合された場合に、ラン
プ動作温度において前記電極物質とセレンとの固体化合物が分解して固体金属物
質とセレンガスとを解放する特性を示すものであることを特徴とするアーク放電
ランプ。 - 【請求項2】 請求項1において、前記金属電極物質がモリブデンを有して
いることを特徴とするランプ。 - 【請求項3】 請求項1において、前記金属電極物質がモリブデン化合物を
有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項4】 請求項2又は3において、前記アーク管内部の体積に露呈さ
れる前記外部表面がセレン化物のうちの少なくとも1つへ変換されていることを
特徴とするランプ。 - 【請求項5】 請求項1において、前記電極上にセレンが付着されているこ
とを特徴とするランプ。 - 【請求項6】 請求項1において、更に、前記アーク管内にハロゲン化セシ
ウムが設けられていることを特徴とするランプ。 - 【請求項7】 請求項6において、前記ハロゲン化物が化学量論を超えた量
存在していることを特徴とするランプ。 - 【請求項8】 請求項1において、更に、光透過性の外側被包体が前記アー
ク管を取囲んでいることを特徴とするランプ。 - 【請求項9】 請求項8において、前記光透過性の外側被包体が前記アーク
管の周りに真空を与えるために排気されていることを特徴とするランプ。 - 【請求項10】 請求項1において、更に、前記電極上に前記金属電極物質
の熱的再付着のためのハロゲンサイクルを容易化させる添加物が前記充填物内に
設けられていることを特徴とするランプ。 - 【請求項11】 請求項1において、消灯すると、前記セレンが優先的に前
記電極上に付着することを特徴とするランプ。 - 【請求項12】 請求項11において、前記電極が前記アーク管よりもより
迅速に冷却する形態とされていることを特徴とするランプ。 - 【請求項13】 請求項12において、更に、前記電極がその周りの空気か
ら分離されているよりもより大きな程度で前記アーク管をその周りの空気から熱
的に分離する前記アーク管を取囲んでいる外側被包体を有していることを特徴と
するランプ。 - 【請求項14】 請求項13において、前記アーク管の外部に露出されてい
る前記電極の面積が冷却に貢献するために比較的に大きいことを特徴とするラン
プ。 - 【請求項15】 請求項1において、前記アーク管の内側に延在する電極の
部分がモリブデン部分を有しており、且つ前記電極は、更に、前記アーク管外部
の非モリブデン部分を有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項16】 請求項15において、前記モリブデン部分がハウスキーパ
ーシールを介して前記アーク管へ接続されていることを特徴とするランプ。 - 【請求項17】 請求項16において、更に、前記アーク管を取囲んでおり
且つ前記電極の非モリブデン部分へ接続している外側被包体を有していることを
特徴とするランプ。 - 【請求項18】 請求項1において、更に、前記充填物を励起させるために
前記電極へ接続されている電圧源を有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項19】 アーク放電ランプにおいて、 光透過性被包体、 少なくとも部分的に前記光透過性被包体の内側に配設されている2つの電極、 励起された場合に前記光透過性被包体内部に配設されるセレンを有しているプ
ラズマ形成用充填物、 を有しており、前記光透過性被包体の内側に配設されている前記電極の部分の外
部表面が、モリブデン及びモリブデン化合物のグループから選択した電極物質を
有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項20】 請求項19において、前記光透過性被包体が石英、サファ
イヤ、アルミナのグループから選択した物質から構成されていることを特徴とす
るランプ。 - 【請求項21】 請求項19において、前記充填物がセレン元素及びセレン
化合物のグループから選択した物質を有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項22】 請求項19において、前記セレンがランプ動作前に前記電
極上に付着されていることを特徴とするランプ。 - 【請求項23】 請求項19において、前記充填物が、更に、ハロゲン化セ
シウムを有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項24】 請求項19において、更に、前記光透過性被包体を取囲ん
でいる光透過性外側被包体を有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項25】 請求項19において、更に、前記電極上のモリブデンの熱
的再付着用のハロゲンサイクルを簡単化させる前記充填物に対する添加物を有し
ていることを特徴とするランプ。 - 【請求項26】 請求項19において、消灯すると、前記セレンが優先的に
前記電極上に付着することを特徴とするランプ。 - 【請求項27】 請求項26において、前記電極が前記光透過性被包体より
もより迅速に冷却する形態とされていることを特徴とするランプ。 - 【請求項28】 請求項19において、前記電極が、更に、非モリブデン部
分を有していることを特徴とするランプ。 - 【請求項29】 請求項19において、更に、前記充填物を励起させるため
に前記電極ヘ接続されている電圧源を有していることを特徴とするランプ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US5996897P | 1997-09-25 | 1997-09-25 | |
US60/059,968 | 1997-09-25 | ||
PCT/US1998/018177 WO1999016100A1 (en) | 1997-09-25 | 1998-09-24 | Electroded selenium lamp |
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---|---|
JP2001517856A true JP2001517856A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=22026479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000513303A Pending JP2001517856A (ja) | 1997-09-25 | 1998-09-24 | 有電極セレンランプ |
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Country | Link |
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US (1) | US6316875B1 (ja) |
EP (1) | EP1018133A4 (ja) |
JP (1) | JP2001517856A (ja) |
AU (1) | AU9565498A (ja) |
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US6696788B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-02-24 | Osram Sylvania Inc. | Double jacketed high intensity discharge lamp |
DK200300227A (da) * | 2003-02-17 | 2004-08-18 | Kaas Povl | Udladningslampe med elektroder - indeholdende ikke metaller og/eller halv-metaller |
JP4320379B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2009-08-26 | ハリソン東芝ライティング株式会社 | メタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置 |
DE102005035190A1 (de) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Haltestab |
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CN101655223A (zh) * | 2008-08-18 | 2010-02-24 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 光源结构和具有该光源结构的投影机 |
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US3621322A (en) | 1968-09-12 | 1971-11-16 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure compact arc lamp with electrodes containing tantalum carbide |
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US4950954A (en) * | 1988-12-07 | 1990-08-21 | Gte Products Corporation | Metal halide discharge lamp with electrodes having unequal thoria contents |
US5404076A (en) * | 1990-10-25 | 1995-04-04 | Fusion Systems Corporation | Lamp including sulfur |
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BR9107033A (pt) * | 1990-10-25 | 1994-03-22 | Fusion Systems Corp | Lampada de alta potencia |
US5834895A (en) * | 1990-10-25 | 1998-11-10 | Fusion Lighting, Inc. | Visible lamp including selenium |
US5212424A (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-18 | General Electric Company | Metal halide discharge lamp containing a sodium getter |
KR950001852A (ko) | 1993-06-01 | 1995-01-04 | 에프.제이.스미트 | 고압금속 할로겐 램프 |
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- 1998-09-24 WO PCT/US1998/018177 patent/WO1999016100A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-09-24 AU AU95654/98A patent/AU9565498A/en not_active Abandoned
- 1998-09-24 EP EP98949308A patent/EP1018133A4/en not_active Withdrawn
- 1998-09-24 US US09/380,831 patent/US6316875B1/en not_active Expired - Fee Related
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