JP3397064B2 - 放電ランプ - Google Patents
放電ランプInfo
- Publication number
- JP3397064B2 JP3397064B2 JP34037496A JP34037496A JP3397064B2 JP 3397064 B2 JP3397064 B2 JP 3397064B2 JP 34037496 A JP34037496 A JP 34037496A JP 34037496 A JP34037496 A JP 34037496A JP 3397064 B2 JP3397064 B2 JP 3397064B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc tube
- argon
- neon
- lamp
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
メタルハライドランプなどの放電ランプに関するもので
ある。
などの放電ランプにおいては、石英ガラス製の発光管内
に、水銀とバッファーガスが封入されるが、バッファー
ガスとして一般的にアルゴンガスが使用されている。こ
のアルゴンガスは、水銀蒸気とともにペニング効果によ
って始動性を改善する働きがある。しかし、寒冷地など
において始動時に低温になると、水銀の蒸気圧が低くな
るため、十分なペニング効果が得られず、始動性が低下
する。
は、アルゴン以外に、ネオン・アルゴンやネオン・ヘリ
ウムなどの混合ガスが知られており、これらの混合ガス
は、アルゴンよりも優れたペニング効果を発揮する。こ
のため、寒冷地仕様の放電ランプなどにおいては、バッ
ファーガスとしてこれらの混合ガスが使用することが試
みられている。
リウムは、アルゴンよりも発光管を透過するガス透過率
が高い。つまり、点灯時にネオンやヘリウムは、原子半
径が小さいために、高温になった石英ガラス製の発光管
の管壁内を拡散で通過してしまう。従って、発光管内の
ネオンやヘリウムは短時間で外部に逃散してしまう。例
えば、石英ガラス製の発光管の外表面最高温度が950
℃の場合、ネオンガスの圧力は点灯100時間以内に初
期の圧力の0.5以下になり、ランプ寿命が著しく短く
なる。
の放電ランプが実用化されている。この二重管式の放電
ランプは、発光管と外管の間にもネオンガスが封入され
ており、発光管の外側のネオンガスの圧力によって発光
管内のネオンガスが発光管を透過して逃散するのを抑制
するものである。しかし、二重管式の放電ランプは構造
が複雑で大型になるので、小型化や低コスト化の要請に
大きく逆行するものである。また、放電ランプをスポッ
ト照明や光ファイバーを用いた照明系などの光源ランプ
に使用するときは、発光部の大きさをできるだけ小さく
することが要求されるので、二重管式の放電ランプは極
めて不適である。
用しない単管式の放電ランプを提供することを目的とす
る。
めに、請求項1の発明は、内部に一対の電極が配置され
る発光管を透光性セラミックスで成形し、この発光管は
外管で覆われない単管式とし、発光管端部の封止部を耐
酸化性構造でシールし、発光管内にバッファーガスとし
てネオンおよび他の希ガスを封入し、発光管の外表面最
高温度が1200℃以下になるように点灯する。
て、ネオンおよび他の希ガス、例えばネオンとアルゴン
やネオンとヘリウムの混合ガスを使用するので、優れた
ペニング効果を得ることができ、始動性が良好である。
そして、発光管を、透光性を有するアルミナ、イットリ
ア、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YA
G)、ジルコニアなどの透光性セラミックスで成形する
が、かかる透光性セラミックスは、石英ガラスに比べて
高温強度が強くて密度が高い。このため、点灯時におい
て、ネオンやヘリウムは、原子半径が小さいにもかかわ
らず透光性セラミックスからなる発光管の管壁内を移動
しにくい利点を有する。例えば、透光性アルミナからな
る発光管の場合は、発光管の外表面最高温度が約125
0℃以内であれば、点灯100時間におけるネオンガス
の圧力は、初期の圧力の0.8以上であり、大部分のネ
オンガスが残留していることが分かった。また、透光性
を有するイットリア、イットリウム・アルミニウム・ガ
ーネット、ジルコニアなどの透光性セラミックスで発光
管を成形した場合も、発光管の外表面最高温度が約12
00℃以内であれば、大部分のネオンガスが残留するこ
とが分かった。従って、発光管の外表面最高温度が12
00℃以下になるように点灯することによって、発光管
を外管で覆う二重管式にする必要がなく、単管式であっ
てもネオンガスの逃散を防止することができ、優れた始
動性を確保することができる。
光管の端部に封止する封止部は、耐酸化性構造でシール
する必要がある。電極棒の端部に接続される封止部材
は、膨張係数がセラミックスに近く、シール材であるフ
リットガラスと良く濡れる特性を有するニオブ線やタン
タル線が用いられるが、ニオブやタンタルは大気中では
約300Kで急速に酸化される。このため、電極棒の端
部に接続されたニオブ線やタンタル線の外側に白金合金
やサーメット、ニッケル・クロム合金、鉄クロム合金、
モリブデン、タングステン、白金被覆モリブデンなどの
耐酸化性のある材料からなるリード線を接続し、ニオブ
線やタンタル線をフリットガラスで完全に覆い、酸化し
ないようにする。そして、耐酸化性のある材料からなる
リード線がフリットガラスから外部に延び出すようにす
る。
に封入されたイオン化物の蒸気圧を決める最冷点位置の
発光管外表面の温度を発光管外表面の最高温度の300
K以内の温度にすると、安定したUV放射変換効率が得
られる。ここで、このUV放射変換効率は、ランプ入力
エネルギーに対する350nm〜400nm放射エネル
ギーの比を言うが、この測定方法は、350nm〜40
0nmに感度を持った放射照度計を用いて一定距離にお
ける放射照度を測定し、更に当該ランプの配光分布を測
定して350nm〜400nmの全放射エネルギーを計
算し、この値とランプ入力エネルギーに対する比を求め
る。
外表面の最高温度の差が大きいと、点灯中のUV放射変
換効率の変動が大きくなり、点灯時間の経過とともにU
V放射変換効率が大きく低下し、必要なUV放射変換効
率が得られなくなる。これは、イオン化物を封入した場
合、この温度差が大きいと、熱平衡状態からずれが大き
くなり、イオン化物の蒸気圧を実質的に支配するイオン
化物凝集相の存在する場所が移動し、特定の波長を放射
する相対的な効率が低下するためと推測されるが、UV
放射変換効率の最大値が約2.4%の放電ランプの場
合、温度差が200Kの場合は1.5%のUV放射変換
効率を確保できるが、300Kの場合は1.2%、つま
り上限値の約1/2になることが分かった。このため、
安定したUV放射変換効率を得るためには、最冷点位置
の発光管外表面の温度を発光管外表面の最高温度の30
0K以内の温度にする必要がある。
混合ガスを使用するとき、その混合比によってランプの
始動性、つまり始動電圧が変化するが、請求項3の発明
のように、ネオンとアルゴンの混合ガスに対するアルゴ
ンのモル比が0.01〜8%であれば、始動電圧を10
0%アルゴンの場合に比べて10%以上低下させること
ができる。
に水素ガスを封入すると放射効率が上昇する。しかし一
方で、水素ガスを封入すると一般的に始動電圧が上昇す
る問題点がある。バッファーガスに100%アルゴンを
使用するランプでは、始動電圧が約400Vの場合、ア
ルゴンに対して水素ガスを1%添加すると、始動電圧は
約1000Vに上昇してしまい、始動性が著しく悪化す
る。しかし、バッファーガスとしてモル比で99%ネオ
ンと1%アルゴンの混合ガスを使用するときは、この混
合ガスに対して水素ガスを1%添加しても、始動電圧の
上昇巾は、例えば70V(163V→231V)程度で
あり、ネオンとアルゴンの混合ガスを使用する場合は、
水素ガスを封入しても始動電圧が上昇することはほとん
ど問題にならないことが分かった。つまり、ネオンとア
ルゴンの混合モル比の範囲を適正に定めると、発光管内
に水素ガスを封入することにより、ほとんど始動性を悪
化させることなく、放射効率を上昇させることができ
る。そして、水素のモル比を0.01〜30%にすれば
放射効率を5%以上上昇することができる。しかし、始
動性を悪化させないために、ネオンに対するアルゴンの
モル比を0.1〜8%にする必要がある。
高温になった発光管の管壁を移動して外部に逃散し易
い。この水素の透過性は透光性セラミックスの種類によ
って大きく異なるので、水素の逃散を防止できる最高温
度を一律に定めることはできないが、請求項5の発明の
ように、点灯時の発光管外表面の最高温度が、100時
間点灯後の発光管内の水素の圧力の、1時間点灯後の水
素の圧力に対する比が、0.8より大きくなる温度以下
で点灯することにより、ランプの寿命時間にわたり水素
の逃散を防止することができる。
れる放電ランプの封止部のシール構造の一実施例を示
す。内部に一対の電極2a,2bが対向配置された発光
管1は、透光性セラミックスにて、球形や楕円球形に成
形される。発光管1は外管で覆われておらず、単管式で
ある。透光性セラミックスとしては、アルミナ、イット
リア、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YA
G)、ジルコニアなどを挙げることができる。そして、
発光管1の両端に封止部3が一体に連設される。なお、
交流点灯される放電ランプは左右対称であるので、図1
においては、シール構造は片側のみを示す。また、直流
点灯する放電ランプであっても良いことは勿論のことで
ある。
され、ニオブ線6の端部に白金合金からなる外部リード
線7が接続されている。封止部3の端部はフリットガラ
ス8でシールされるが、酸化され易いニオブ線6はフリ
ットガラス8て完全に覆われており、耐酸化シール構造
になっている。そして、外部リード線7がフリットガラ
ス8から延び出している。また、電極2a,2bと封止
部内壁面4の間にアルミナセラミックス材5が充填され
ている。
有するランプ1、ランプ2、ランプ3の3種類の放電ラ
ンプを製作し、実際に点灯して各特性値を測定した。
り、これを交流電力で水平点灯したところ、1時間点灯
後の発光管外表面の最高温度は約930℃であり、イオ
ン化物の蒸気圧を決める最冷点位置の発光管外表面の温
度は約770℃であった。また、1時間点灯後のUV放
射変換効率は約2.1%であった。ランプ寿命は約10
00時間であるが、UV放射変換効率は、時間経過と共
に変動し、UV放射変換効率の範囲は、1.7〜2.4
%であった。初期のネオン分圧に対する1時間点灯後の
ネオンの分圧の割合は、100%であり、寿命終了後の
ネオン分圧は90%であった。
アルゴンの混合ガス中のアルゴンの量を変化させたラン
プを製作して始動電圧を測定した。その結果を図2に示
すが、これから分かるように、始動電圧は、アルゴンの
モル比が0.1%まで低下し、それ以降は徐々に上昇
し、10%を越えると急速に上昇する。そして、アルゴ
ンのモル比を0.01〜8%にすれば始動電圧は約36
0V以下になる。一方、100%アルゴンの場合は、始
動電圧は約400Vであるので、アルゴンのモル比を
0.01〜8%にすれば始動電圧を約10%低下するこ
とができる。更には、アルゴンのモル比を0.03〜1
%にすれば始動電圧を約50%も低下することができ、
きわめて好ましい始動性を得ることができる。
り、これを約20kHzの高周波電力で垂直点灯したと
ころ、1時間点灯後の発光管外表面の最高温度は910
℃であり、イオン化物の蒸気圧を決める最冷点位置の発
光管外表面の温度は約750℃であった。また、1時間
点灯後のUV放射変換効率は約2.4%であった。ラン
プ寿命は約600時間であるが、UV放射変換効率は、
時間経過と共に変動し、UV放射変換効率の範囲は、
1.9〜2.6%であった。1時間点灯後の水素分圧に
対する100時間点灯後の水素分圧の割合は86%であ
り、寿命終了後の水素分圧の割合は60%であった。
ルゴンと1%水素の混合ガス中のアルゴンの量を変化さ
せたランプを製作し、始動電圧を測定した。その結果を
図3に示すが、これから分かるように、始動電圧は、ア
ルゴンのモル比が1%まで低下し、それ以降は上昇す
る。前述のとおり、水素を添加すると一般的に始動電圧
は上昇するが、100%アルゴンであって水素を添加し
ない従来の放電ランプの始動電圧である400V以下の
始動電圧を確保するためには、つまり、水素を添加した
にもかかわらず従来の放電ランプより始動電圧を下げる
ためには、アルゴン量は0.1〜8%にする必要があ
る。
化させたランプを製作し、放射効率を測定したが、その
結果を図4に示す。これから分かるように、放射効率を
5%以上上昇させるためには、水素量を0.01〜〜3
0%すればよい。更には、水素量を0.2〜12%にす
れば、放射効率は10%以上上昇し、きわめて好ましい
結果を得ることができる。
あり、交流電源で水平点灯したところ、1時間点灯後の
発光管外表面の最高温度は980℃であり、イオン化物
の蒸気圧を決める最冷点位置の発光管外表面の温度は約
860℃であった。また、放射効率は65lm/W、演
色評価指数は約80、ランプ寿命は約6000時間であ
った。
ンプは、バッファーガスとして、優れたペニング効果が
期待できるネオンとその他の希ガスを使用するが、発光
管を透光性セラミックスで成形するとともに発光管端部
の封止部を耐酸化性構造でシールし、かつ発光管の外表
面最高温度が1200℃以下の温度で点灯するので、発
光管内からネオンが逃散することを防止することがで
き、始動性が良く、かつ外管を使用しない単管式の放電
ランプとすることができる。次に、請求項1の放電ラン
プにおいて、発光管外表面の最高温度と最冷点位置の温
度との関係を規定することにより安定したUV放射変換
効率が得られ、ネオンとアルゴンの混合ガスに対するア
ルゴンのモル比を規定することにより、始動電圧を低下
させることができる。また、水素ガスを封入するとき、
ネオンとアルゴンの混合モル比および水素のモル比の範
囲を適正に定めることにより、始動性をほとんど悪化さ
せることなく放射効率を上昇でき、更には、発光管の温
度を所定値以下にすると、水素の逃散を防止することが
できる。
動電圧の関係図である。
合と始動電圧の関係図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 内部に一対の電極が配置される発光管が
透光性セラミックスで成形され、該発光管は外管で覆わ
れない単管式であり、発光管端部の封止部が耐酸化性構
造でシールされ、該発光管内にバッファーガスとしてネ
オンおよび他の希ガスが封入され、該発光管の外表面最
高温度が1200℃以下の温度で点灯されることを特徴
とする放電ランプ。 - 【請求項2】 前記発光管内に封入されたイオン化物の
蒸気圧を決める最冷点位置の発光管外表面の温度が、発
光管外表面の最高温度の300K以内の温度であること
を特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 - 【請求項3】 前記発光管内にネオン以外の希ガスとし
てアルゴンが封入され、ネオンとアルゴンの混合ガスに
対するアルゴンのモル比が0.01〜8%であることを
特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 - 【請求項4】 前記発光管内に水素ガスが封入されると
ともに、ネオン以外の希ガスとしてアルゴンが封入さ
れ、ネオンとアルゴンの混合ガスに対するアルゴンのモ
ル比が0.1〜8%であり、ネオンとアルゴンの混合ガ
スに対する水素のモル比が0.01〜30%であること
を特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 - 【請求項5】 点灯時の発光管外表面の最高温度が、1
00時間点灯後の発光管内の水素の圧力の、1時間点灯
後の水素の圧力に対する比が0.8より大きくなる温度
以下であることを特徴とする請求項4記載の放電ラン
プ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34037496A JP3397064B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34037496A JP3397064B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 放電ランプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10172515A JPH10172515A (ja) | 1998-06-26 |
JP3397064B2 true JP3397064B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=18336341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34037496A Expired - Fee Related JP3397064B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 放電ランプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3397064B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3701222B2 (ja) | 2001-09-14 | 2005-09-28 | 松下電器産業株式会社 | 高圧放電ランプ及びこれを用いた高圧放電ランプシステム |
JP5504682B2 (ja) * | 2009-04-20 | 2014-05-28 | 岩崎電気株式会社 | セラミックメタルハライドランプ |
CN101882558A (zh) * | 2010-06-07 | 2010-11-10 | 高鞫 | 一种陶瓷投影灯 |
CN101882560B (zh) * | 2010-06-07 | 2013-06-19 | 杨潮平 | 一种高效陶瓷灯 |
CN101882559B (zh) * | 2010-06-07 | 2014-04-30 | 杨潮平 | 一种具有等温结构的陶瓷电弧管 |
CN101916711B (zh) * | 2010-08-06 | 2013-04-10 | 杨潮平 | 一种陶瓷金卤灯泡壳 |
JP5800190B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2015-10-28 | 岩崎電気株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP34037496A patent/JP3397064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10172515A (ja) | 1998-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0215524B1 (en) | High-pressure mercury vapour discharge lamp | |
US6215254B1 (en) | High-voltage discharge lamp, high-voltage discharge lamp device, and lighting device | |
JP5274830B2 (ja) | 定格ランプ電力が450w以上のセラミックメタルハライドランプ | |
US4490642A (en) | High-pressure sodium discharge lamp | |
JP2006120599A (ja) | 金属蒸気放電ランプおよび金属蒸気放電ランプ点灯装置 | |
JP2003086130A (ja) | メタルハライドランプ | |
KR101445122B1 (ko) | 높은 색 온도를 가진 방전 램프 | |
US6469442B2 (en) | Metal vapor discharge lamp | |
JPH0230054A (ja) | 点灯の容易な高効率の無電極形高光度放電ランプ | |
US6137229A (en) | Metal halide lamp with specific dimension of the discharge tube | |
JP2002124212A (ja) | メタルハライドランプ | |
JP3397064B2 (ja) | 放電ランプ | |
JP4402539B2 (ja) | メタルハライドランプおよびそれを用いた照明装置 | |
JP3737102B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
JPH11504757A (ja) | ハロゲン化金属ランプ | |
JP3925249B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
JP4279120B2 (ja) | 高圧放電ランプおよび照明装置 | |
JP3399763B2 (ja) | 液晶バックライト用セラミック製高圧水銀放電ランプ | |
EP0784334A1 (en) | Metal halide lamp | |
WO2005078765A1 (ja) | セラミックメタルハライドランプ、その使用法及び照明器具 | |
JP2003086131A (ja) | メタルハライドランプ | |
JP2000021350A (ja) | セラミック製放電ランプ | |
JP4062234B2 (ja) | メタルハライドランプとそれを用いた点灯装置 | |
JP2005259691A (ja) | セラミックメタルハライドランプ及び照明器具 | |
JPH0330994Y2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110214 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120214 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |