[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，它包括一个连接同着间隔空间一齐封入一个外壳中、并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，上述间隔空间中充气，此放电灯在额定工作条件下发出色温Tc至少为2500°K的白光。

DE-OS3129329中描述了上述的这种类型的灯。这种已知的灯在工作条件下发出白光，并有着较高的发光效率。该灯所发出的光的现色性用一般的现色性指数Ra来表示，在某些条件下此指数大于80。在现色性指数Ra≥80的情况下，就可用它来替代白炽灯。然而，为实现这种替代，就希望色温显著地高于2500°K，因为白炽灯的色温在2600°K到4000°K之间。通过这些有着下述（X;Y）座标的点的直线构成了一个色三角区：（0，400;0，430）、（0，510;0，430）、（0，485;0，390）和（0，400;0，360）。通常，如果高压钠灯发出的光落在这个区域内，就能把这种光看作“白”光。在这种情况下，色温处于大约2300°K到4000°K之间。通过比较应当注意到，标准高压钠放电灯发出的金黄色光的Tc＜2200°K而Ra＜50。然而，这种灯的发光效率远高于有着相同额定功率的上述已知的灯的发光效率。

这种已知的灯有着高的额定功率，即大约400瓦或更高，因而有着较高的光通量。因此这种灯仅用作为大范围照明，比如公共照明。高压钠放电灯发出的光有着十分良好的色性能（Tc＞2500°K、Ra＞80），并且是如此适合于替代白炽灯，使它可能十分适合于室内照明用，比如强光照明。这要求灯的尺寸相对要小。对于在比如说汽车前灯这样的应用场合，也要求光的色性能十分好。在此也希望灯的尺寸相对小。对于这些场合，希望灯具有相对低的光通量和相对小的尺寸。于是，对于已知灯的多种应用，要求灯有相对低的额定功率和相对小的尺寸。为此，在许多情况下要求色温至少为2800°K而有着尽可能最高的现色性指数。然而，在已知的灯中，额定功率低于400瓦会造成色温相当大的跌落，下降到2200°K以下，并且现色性指数远低于50。事实上，这种已知的灯已是一种标准的高压钠放电灯，而“白”光已绝对谈不上了。

在1988年夏季的IES杂志第105到117页中的一篇文章描述了一种具有相对低的额定功率的高压钠放电灯，它在额定工作条件下发出Tc为2500°K而Ra大约为80的白光。发光效率仅在40流明/瓦以下。色温增高而Ra仍保持在至少为80仅可能靠过载来实现，也就是说，通过使加到灯上的功率增加到超过额定功率才能实现。然而，这样就一方面造成了发光效率的急剧跌落和另一方面使放电容器的壁急剧温升，达到不希望有的程度。在过载条件下，在2700°K的色温时达到最大的Ra值。当色温进一步升高时，现色性再一次变坏。

本发明的目的特别在于提供一种装置，使得灯具有相对低的额定功率和相对小的尺寸，该灯在额定工作条件下发出的光具有至少为2800°K的色温、现色性指数在80以上，而且具有较高的发光效率。

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发下特点：在灯的额定工作条件下，放电容器的陶瓷壁的壁负载至少为80瓦/厘米²。

由于本发明的装置，有可能得到一种高压钠灯，它在额定工作条件之下的一个较低的功率时也能发出白光，其色温至少为2800°K、而现色性指数Ra大于80。对于、额定功率高达100瓦的灯能实现至少为40流明/瓦的发光效率，而对于额定功率100瓦或更高的灯，至少为45流明/瓦的发光效率是有可能的。高的壁负载意味意能容易地制成尺寸相对小的灯。

应当注意到，在本说明和权利要求书中的“壁负载”规定为以瓦计的额定灯率与放电容器在整个距离D范围的壁内表面积之比。

高压钠放电灯发出的光的频谱的特点在于，它有一个近于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。如果发出的光的现色性指数Ra在80以上，此间距△λ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。然而，这会对现色性和发光效率产生不利影响。此外，在放电容器内径保持不变时展宽吸收带会使放电容器中的钠蒸汽压上升。

由文献（IES杂志，1984年7月，pp.341-349）已知，能够设计出一种高压钠放电灯，其发出的光的色温Tc在2800°K以上。这种上升是通过展宽吸收带实现的。这种Tc的上升必然会导致Ra和发光效率的降低。