JP2002358932A - グロー点火器 - Google Patents
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Abstract
少にする。 【解決手段】 光蓄積形発光体(5)に昼光および人工
光によって蓄光させ、光蓄積形発光体(5)から光を放
出し、低圧放電ランプの点火過程用の光電子を発生する
ために光蓄積形発光体(5)から放出された光によって
1つの材料または複数の材料の組合わせを励起する。
Description
火のためにグロー点火器を付設され通常の安定器(“チ
ョークコイル”)で低圧放電ランプを点灯する方法に関
する。そのグロー点火器は棒状の蛍光ランプの場合には
ランプの外で独立したケース内に配置されている(以下
においては“グロースタータ”と呼ばれる)。コンパク
ト形蛍光ランプ(KLL)の場合、グロー点火器はラン
プのケース内に収納されている(以下においては“KL
Lグロー点火器”と呼ばれる)。
種のグロー点火器を備えたコンパクト形蛍光ランプと、
このコンパクト形蛍光ランプを備えた照明装置と、グロ
ースタータと、この種のグロースタータを備えた低圧放
電ランプを有する照明装置とに関する。
基づいて構成された多くの用途においては、低圧放電ラ
ンプの始動に必要な点火点圧を発生させるために、通常
グロー点火器と雑音防止コンデンサとを含んでいるグロ
ースタータが使用されている。このグロースタータはラ
ンプに並列に接続され、かつランプ電極に直列に接続さ
れている。この公知のグロー点火器は2つの電極を有
し、その内の少なくとも1つの電極がバイメタルから製
作されている。電極はグロー点火器のガラス球内に配置
され、このガラス球内には封入ガスが封入されている。
電極に電圧(通常、系統電圧)を印加し、それによって
電極間にグロー放電を発生させることによって、バイメ
タルが加熱され、それにより2つの電極に設けられた接
点が閉ざされ、チョークコイルの全短絡電流がランプの
電極を通って流れる。接点が閉ざされるとグロー放電は
発生しなくなり、それによりバイメタルが冷却され、接
点の開成によって短絡が解消される。電流の流れのこの
中断によって、チョークコイルには系統電圧よりも著し
く高い電圧パルスが誘導される。この電圧パルスは低圧
放電ランプを点火するためには充分な大きさである。K
LLグロー点火器は通常並列接続されている雑音防止コ
ンデンサと共に直接KLLの口金内に収納されている。
KLLグロー点火器の機能はグロースタータの機能と類
似している。
セスと電極を加熱するために必要なグロー放電とを開始
するために、グロー点火器のガラス球内に最少数の自由
電子が存在していなければならないことである。自由電
子の数が少なすぎると、実際の使用においては点火過程
の点火の許容できない遅れ(点火遅れ)が生じ、最悪の
場合にはグロー点火器の不点火を来たすことがある。
ランプの始動が明るいところ(昼光または人工光の下)
で行なわれる場合、点火遅れを全く生じないか又は僅か
しか生じない。この理由は、グロー点火器の電極に照射
される光によって封入ガスの励起された原子の光効果及
び/又は光電離により自由電子が発生されることにあ
る。
点火する際に特に顕著に現れる。というのは、電極間の
電界の増強は、僅かしか発生しない電荷キャリア(特に
電子)が例えば再結合のような損失プロセスのために不
純物との非弾性衝突を消失し、陽極に到達する前に電子
なだれが消滅するほど少ないからである。
リプトン85、トリチウムまたはトリウム)を添加する
ことによって解決されていた。この放射性物質の電離作
用によって付加的な電荷キャリアが発生し、それにより
暗闇における始動過程の際にも電子なだれの消滅が予防
される。
びにランプメーカに対する世論の圧力の高まりのため
に、グロー点火器内で放射性物質を使用することを断念
することが避けられない。しかしながら、暗闇でのラン
プの始動時にも冒頭で述べた点火遅れを最少にするため
には、構造的および方法技術的に相当費用のかかる手段
が必要である。
射能を放射しないグロー点火器が記載されている。この
グロー点火器においては、始動過程時に光を放出するた
めにエレクトロルミネセンス発光体が使用されている。
このエレクトロルミネセンス発光体はグロー点火器の電
極に与えられる交流電圧によって励起される。
知であるこの解決法の欠点は、光エミッタ(発光体)の
配線および位置決めのために装置技術的および方法技術
的に相当な費用を必要とすることである。
は、点火遅れを最少の装置技術的な費用でもって最少に
する、低圧放電ランプの点灯方法と、グロー点火器と、
この種のグロー点火器を備えたコンパクト形蛍光ランプ
と、このコンパクト形蛍光ランプを備えた照明装置と、
グロースタータと、グロースタータを用いて点灯される
照明装置とを提供することにある。
特徴事項を有する方法と、請求項2乃至12に記載され
たグロー点火器と、この種のグロー点火器を備えた請求
項20乃至25記載のコンパクト形蛍光ランプと、この
コンパクト形蛍光ランプを備えた請求項26記載の照明
装置と、請求項13乃至18記載のグロースタータと、
この種のグロースタータを備えた請求項19記載の照明
装置とによって解決される。
グロー点火器が使用される。光蓄積形発光体は昼光また
は人工光(例えば蛍光ランプの光)によって蓄光(光蓄
積)する。この光蓄積形発光体は蓄光後に暗闇において
も適切なスペクトル範囲の光を放出し、それゆえグロー
点火器には、始動過程中に電離プロセスを開始するため
に充分な自由電荷キャリアが存在する。この光蓄積形発
光体は付加的な配線を要することなく簡単に適切な位置
に取付けることができるので、製造費用は冒頭で述べた
解決法の場合よりも著しく僅かになる。
ラス球に設けることができる。これは、光蓄積形発光体
を膜の形態で直接被着するか、または光蓄積形発光体の
支持体として用いられるかもしくは光蓄積形発光体を含
む他の部品を間接的に取付ける(例えば、光蓄積形発光
体を含む透明プラスチック箔を取付ける)ことによって
も行なうことができる。その代わりに、グロースタータ
の場合、光蓄積形発光体は何らかのやり方(例えばプラ
スチック粒への混入物として)でグロースタータの他の
構成要素(例えば、グロー点火器をケース側で取囲みガ
ラス球を包囲するスタータキャップ)に設けることがで
きる。さらに、KLLグロー点火器の場合、光蓄積形発
光体はグロー点火器を包囲するランプ部品(例えば口金
のプラスチックへの混入物として)またはコンデンサに
取付けることができる。
は、スタータキャップが射出成形法によってプラスチッ
クから製造され、その際に光蓄積形発光体が粉末として
プラスチック粒に添加され、それによりこの光蓄積形発
光体がスタータキャップに組込まれることにある。この
解決策はスタータキャップを製造するために透明な母材
を使用することを前提とする。
は、グロー点火器が、光蓄積形発光体を混入物として含
んでいる透明プラスチック箔を備えることにある。
チックへの混入)の利点は、光蓄積形発光体がプラスチ
ック材料内に入れられることによって環境からの影響
(例えば水分)から保護され、それによって老化を予防
されることである。
の電極の範囲に、光蓄積形発光体の光を照射した際に充
分な量の光電子を発生し光電離を押し進める少なくとも
1つの材料が存在することを前提とする。この材料とし
てランタン、セリウム、又はランタンとセリウムとを含
む合金から成る膜が特に好適であることが判明してい
る。
最少電極間隔の範囲に形成される。
球用として使用されたガラスの光透過限界と電極での光
放出の重要な限界波長との間の波長範囲の光を放射する
ように選定される。
記載されている。
た実施例を概略図に基づいて詳細に説明する。
ー点火器とのそれぞれ対応する構成要素は一目瞭然に理
解し易くするために同一の番号を付されている。
はグロー点火器2を有し、このグロー点火器2はスター
タキャップ4と底板14とから成るケース内に雑音防止
コンデンサ3と共に収容されている。グロー点火器2は
ガラス製ガラス球6を有し、このガラス球6の内部7は
排気管8を介して排気され、封入ガスを封入されてい
る。この封入ガスは通常少なくとも1つの希ガスを含ん
でいる。
よって互いに相対的に位置決めされた2つの電極9,1
0が配置されている。2つの電極9,10の内の少なく
とも1つの電極9はバイメタルから構成され、それゆえ
両電極9,10は熱に起因するバイメタルの湾曲によっ
て互いに接触する。
てグロー点火器のガラス球6の底部を形成するステム基
部12を貫通し、底板14に設けられた電気接続用の接
触ピン13へ導かれている。図示された実施例において
スタータキャップ4は射出成形法によって透明プラスチ
ックから製造され、その際プラスチック粒に光蓄積形発
光体5が添加されている。この種の光蓄積形発光体5
は、昼光時またはグロースタータを付設した低圧放電ラ
ンプの点灯時に光を蓄積(蓄光)し、この光をその後長
時間に亘って放出する。この過程は充電した電気エネル
ギーを電気的負荷に放出する蓄電池の電気充電過程とほ
ぼ同じである。それゆえ、光蓄積形発光体5はグロー点
火器2に光を放出する“補助照明体”として作用する。
積形発光体5を埋め込む代わりに、この光蓄積形発光体
5は例えば膜としてスタータキャップ4の内面または外
面に被着されるか又はグロー点火器のガラス球6の内面
または外面に被着されていてもよい。この種の光蓄積形
発光体は蛍光ランプによる数分の蓄光後に暗所において
数時間紫色で弱く発光する。長時間(例えば64時間)
経過後に人間の目ではもはや光放出を認識できなくなる
が、しかし放出された光子はグロー点火器におけるグロ
ー放電の点火を改善するには依然として充分である。光
蓄積形発光体と、スタータキャップの材料と、グロー点
火器のガラス球の材料とを選定する際、短波長側(つま
り光効果および光電離の限界波長の範囲)における光蓄
積形発光体の光放出帯域が、スタータキャップの材料も
しくはグロー点火器のガラス球の材料との相互作用によ
って切取られないように注意する必要がある。
範囲にある電極10に金属板15が溶接されている。こ
の金属板15の材料は、光蓄積形発光体5の光を照射す
ると充分な量の光電子を発生しこの光電子がグロー点火
器の電極9,10間の点火プロセスを促進するように選
定される。実験によれば、金属板15の材料としてセリ
ウムミッシュメタルを使用すると特に好適であることが
判明した。その場合、セリウムミッシュメタルは強い電
位勾配の範囲すなわち特に最少電極間隔の範囲に取付け
られねばならない。
置された金属板15とは、光蓄積形発光体5から放出さ
れた電磁放射が金属板15の光子放出の限界波長よりも
少なくとも部分的に短波長になるように選定される。さ
らに、この電磁放射は光蓄積形発光体5と金属板15と
の間に位置する全ての材料(例えばグロー点火器2のガ
ラス球6のガラス)を少なくとも部分的に透過しなけれ
ばならない。
約390〜530nmの波長範囲の光放出帯域を有し、
一方金属板15を形成するセリウムミッシュメタルに含
まれる元素のセリウムとプラセオジムとの限界波長は4
30nmもしくは460nmである(セリウムミッシュ
メタルにおけるそれらの元素の成分量は48〜55重量
%もしくは4〜7重量%である)。それゆえ、光蓄積形
発光体5の光放出スペクトルの一部はセリウムの限界波
長の下に位置する。光蓄積形発光体5の光放出によっ
て、金属板15を備えた電極10から光効果により自由
電子が発生され、この自由電子がグロー点火器に電圧を
印加するとタウンゼントなだれを開始させ、それによっ
てグロースタータ1の点火がたいした点火遅れなく可能
になる。
て明らかになる。
を有する光蓄積形発光体5を3%含む透明マクロロン
(ポリカーボネート樹脂に関するバイエル社の商品名)
から製造されることによって、図1に示された放射能を
放射しないグロースタータ1が製造される。比較試料と
して、スタータキャップ4が光蓄積形発光体を含んでい
ない同一に構成されたグロースタータが使用される。試
験されたグロースタータの場合、電極はバイメタルから
構成され、対向電極はセリウムミッシュメタルから成る
金属板を備えている。
性を表すダイアグラムである。
光体を備えていないグロースタータの点火特性を示す。
この特性線1によれば、特性線1は相当の点火遅れを有
し、25秒経過後に、試験されたグロースタータの25
%がやっと点火された。
ロースタータの点火特性を示す。
後(特性線3)、暗所に17時間置いた後(特性線
4)、及び暗所に64時間置いた後(特性線5)の本発
明によるグロー点火器の点火特性を示す。これらの特性
線によれば、グロースタータ1は暗所に17時間置いた
後でさえ放射性添加物質を有する従来の標準グロースタ
ータよりも著しく改善された点火特性を有している。本
発明によるグロースタータの点火遅れは暗所に64時間
置いた後に、従来のグロースタータが有する範囲にほぼ
位置する。すなわち、週末に暗闇に置かれていた後で
も、放射能を放射しないグロースタータの点火は従来の
標準グロースタータよりも悪くならない。
せるためには、電極が光蓄積形発光体の光放出スペクト
ル内の限界波長を有する材料を備えていることが重要で
ある。390〜530nmの波長範囲の光放出を有する
光蓄積形発光体が放射能を放射しないグロースタータに
おいて使用される場合(グロースタータの接点は光放出
の高い限界波長を有する材料の付加的な被着を持たない
2つのバイメタルからそれぞれ構成されている)、点火
遅れの改善は光蓄積形発光体を持たないスタータキャッ
プを有していない放射能を放射しない比較試料に比べて
見出せなかった。この理由は、被覆されていない電極の
材料(Fe,Ni,Mn,Cr)は電子に対する著しく
高い仕事関数と、光蓄積形発光体の光放出スペクトルよ
りも短い波長のところに位置する限界波長とを有し、そ
れゆえ電子なだれを惹き起す光効果が達成されないこと
にある。
断面図を示す。このコンパクト形蛍光ランプ16は発光
体膜18を備えた放電管17から構成されている。放電
管17は2つのプラスチック部品から構成された口金1
9に固定され、この口金19には放電管17内に入れら
れたコイルフィラメント21の電気的接続用の接触ピン
20が取付けられている。口金19内には、コンパクト
形蛍光ランプ16の電極に直列に接続された本発明によ
るグロー点火器2と、このグロー点火器2に並列に接続
された雑音防止コンデンサ3とが取付けられている。
蓄積形発光体5から成る膜をグロー点火器のガラス球6
の外面に備えている。グロー点火器の一方の電極はバイ
メタルから構成され、他方の電極は最少電極間隔の範囲
に薄いランタン膜を備えたNi−Fe−Cr合金から構
成されている。
明と同様に、KLLグロー点火器2の場合にも、蓄光状
態において光蓄積形発光体5から放出された電磁放射が
グロー点火器の被覆された電極に光電子の放出を生じさ
せ、これによって暗闇においてグロー点火器2のグロー
放電の点火が容易になる。光蓄積形発光体5の蓄光はラ
ンプの点灯中に放電管17の下端部に放出される放射
と、放電管のガラス壁を介して口金19の内部に達する
外来光とによって行なわれる。
であり、それゆえほぼ光蓄積形発光体の光放出スペクト
ルの短波長側限界(390nm)の下に位置する。しか
しながら、ランタンを膜の形で被着すると、ランタンと
母材との接触面効果が発生し、この接触面効果が限界波
長を長波長側へずらす。例えば、タングステン上に膜と
して設けられたランタンは446nmの限界波長を有す
る。KLLグロー点火器の点火への光蓄積形発光体5の
作用はこの効果に基づいている。
膜を有していないKLLグロー点火器における点火遅れ
の測定によっても証明されている。光蓄積形発光体膜を
備えたこのグロー点火器は光蓄積形発光体を備えていな
いグロー点火器に比較して点火遅れを短縮していない。
を備えていない多数のKLLグロー点火器の点火遅れ
(特性線1)と、放射能を放射せず光蓄積形発光体膜5
を備えている本発明による多数のKLLグロー点火器2
の点火遅れ(特性線2,3)との比較を示す。特性線2
は暗所に18時間置いた後の測定結果を示し、特性線3
は暗所に64時間置いた後の点火遅れを示す。本発明に
よるKLLグロー点火器2の点火特性は週末に暗闇に置
かれていた後でも、放射能を放射せず光蓄積形発光体を
備えていないKLLグロー点火器に比べて相当改善され
ていることが明らかに認められる。
光蓄積形発光体は暗闇においてグロー点火器内に自由電
荷キャリアの形成を促進する光を放出する。上記におい
ては、放射能を放射せずこのような光蓄積形発光体を使
用したグロー点火器の点火遅れの短縮方法が開示されて
いる。
するのに非常に多くの変形例があり、本発明が実施例と
して示された実現例に限定されないことは明白である。
積形発光体を備えていないグロースタータの点火遅れと
の比較を示す特性線図
ト形蛍光ランプの概略図
光蓄積形発光体を備えていないKLLグロー点火器の点
火遅れとの比較を示す特性線図
Claims (26)
- 【請求項1】 低圧放電ランプに外部で例えばグロース
タータ(1)の構成要素として又は内部でランプ(1
6)の構成要素としてグロー点火器(2)が付設され、
このグロー点火器(2)を介して低圧放電ランプを点火
するための点火電圧が誘導される低圧放電ランプの点灯
方法において、 光蓄積形発光体(5)に昼光および人工光によって蓄光
させ、 光蓄積形発光体(5)によって光を放出し、 低圧放電ランプの点火過程用の光電子を発生するために
光蓄積形発光体(5)から放出された光によって1つの
材料または複数の材料の組合わせを励起することを特徴
とする低圧放電ランプの点灯方法。 - 【請求項2】 封入ガスを封入されたガラス製ガラス球
(6)と、点火過程中に光電子を発生する装置とを備
え、ガラス球(6)内に2つの電極(9,10)が収容
され、その電極の内の少なくとも1つの電極がバイメタ
ルから製作されたグロー点火器(2)において、光電子
を発生する装置が昼光及び/又は人工光によって畜光可
能である光蓄積形発光体(5)を含んでいることを特徴
とするグロー点火器。 - 【請求項3】 グロー点火器(2)内に、光電子を発生
する1つの材料または複数の材料の組合わせが存在し、
その材料の、光電子を発生する限界波長が光蓄積形発光
体(5)の光放出スペクトルの一部の上に位置している
ことを特徴とする請求項2記載のグロー点火器。 - 【請求項4】 光蓄積形発光体(5)の光が、グロー点
火器(2)のガラス球のガラスの光透過限界と光電子を
発生する1つの材料または複数の材料の組合わせの最長
波長光放出限界との間の波長範囲にあることを特徴とす
る請求項2又は3記載のグロー点火器。 - 【請求項5】 光電子を発生する1つの材料または複数
の材料の組合わせが電極(9,10)に最少電極間隔の
範囲で取付けられていることを特徴とする請求項3記載
のグロー点火器。 - 【請求項6】 光電子を発生する1つの材料または複数
の材料の組合わせがセリウムミッシュメタルから成る金
属板(15)であり、この金属板(15)が1つの電極
(9,10)に取付けられていることを特徴とする請求
項3記載のグロー点火器。 - 【請求項7】 光電子を発生する1つの材料または複数
の材料の組合わせが支持体上に被着されたランタン膜で
あることを特徴とする請求項3記載のグロー点火器。 - 【請求項8】 ランタン膜の支持体材料がニッケル−鉄
−クロム合金から構成されていることを特徴とする請求
項7記載のグロー点火器。 - 【請求項9】 グロー点火器またはグロー点火器の一部
が光蓄積形発光体(5)の支持体として用いられている
ことを特徴とする請求項2記載のグロー点火器。 - 【請求項10】 光蓄積形発光体(5)がガラス球
(6)によって支持されていることを特徴とする請求項
9記載のグロー点火器。 - 【請求項11】 光蓄積形発光体(5)が膜としてガラ
ス球(6)上に被着されていることを特徴とする請求項
9記載のグロー点火器。 - 【請求項12】 ガラス球(6)が全体的に又は部分的
に、光蓄積形発光体(5)を含むプラスチック箔によっ
て包囲されていることを特徴とする請求項9記載のグロ
ー点火器。 - 【請求項13】 請求項2に記載の少なくとも1つのグ
ロー点火器(2)と、コンデンサ(3)と、そのグロー
点火器及びコンデンサを収容するケースと、電気接点と
を備えたグロースタータ(1)において、ケースが光蓄
積形発光体(5)を支持していることを特徴とするグロ
ースタータ。 - 【請求項14】 ケースがスタータキャップ(4)と底
板(14)とから構成され、スタータキャップ(4)が
光蓄積形発光体(5)を封入したプラスチックから製作
されていることを特徴とする請求項13記載のグロース
タータ。 - 【請求項15】 ケースがスタータキャップ(4)と底
板(14)とから構成され、スタータキャップ(4)が
光蓄積形発光体(5)で被覆されていることを特徴とす
る請求項13記載のグロースタータ。 - 【請求項16】 ケースがスタータキャップ(4)と底
板(14)とから構成され、底板(14)が光蓄積形発
光体(5)を支持していることを特徴とする請求項13
記載のグロースタータ。 - 【請求項17】 コンデンサ(3)が光蓄積形発光体
(5)の補助支持体として用いられていることを特徴と
する請求項13記載のグロースタータ。 - 【請求項18】 光蓄積形発光体(5)の補助支持体が
ケース内に入れられていることを特徴とする請求項13
記載のグロースタータ。 - 【請求項19】 低圧放電ランプと、請求項13乃至1
8の1つに記載されたグロースタータとを備えた照明装
置。 - 【請求項20】 請求項2乃至22の1つに記載された
グロー点火器(2)を組込んだコンパクト形蛍光ラン
プ。 - 【請求項21】 請求項2記載のグロー点火器を備えた
コンパクト形蛍光ランプ(16)において、コンパクト
形蛍光ランプの構成要素が光蓄積形発光体(5)を支持
していることを特徴とするコンパクト形蛍光ランプ。 - 【請求項22】 コンパクト形蛍光ランプが光蓄積形発
光体(5)を支持する口金(19)を有することを特徴
とする請求項21記載のコンパクト形蛍光ランプ。 - 【請求項23】 コンパクト形蛍光ランプが光蓄積形発
光体(5)を支持する放電管(19)を有することを特
徴とする請求項21記載のコンパクト形蛍光ランプ。 - 【請求項24】 コンパクト形蛍光ランプが光蓄積形発
光体(5)を支持する雑音防止コンデンサ(3)を含む
ことを特徴とする請求項21記載のコンパクト形蛍光ラ
ンプ。 - 【請求項25】 光蓄積形発光体(5)の補助支持体が
グロー点火器(2)に空間的に近いところに入れられて
いることを特徴とする請求項20記載のコンパクト形蛍
光ランプ。 - 【請求項26】 請求項20乃至25の1つに記載のコ
ンパクト形蛍光ランプ(16)を備えた照明装置。
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