JPH04274158A - High pressure sodium lamp apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、高演色性タイプの高圧
ナトリウムランプ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high color rendering type high pressure sodium lamp device.
【０００２】0002
【従来の技術】高圧ナトリウムランプは、透光性アルミ
ナなどからなるセラミックス製発光管の両端に電極を封
装するとともに、内部に発光金属としてナトリウム、お
よび緩衝ガス用金属として水銀、ならびに始動用希ガス
を封入してあり、放電灯の中で発光効率が最も高いこと
から、省エネルギ−に適したランプとして注目されてい
る。[Prior Art] A high-pressure sodium lamp consists of a ceramic arc tube made of translucent alumina, etc., with electrodes sealed at both ends, and inside contains sodium as a luminescent metal, mercury as a buffer gas metal, and a rare gas for starting. It has the highest luminous efficiency among discharge lamps, so it is attracting attention as a lamp suitable for energy saving.
【０００３】しかしながら、従来の高圧ナトリウムラン
プは演色性が低い傾向にあり、屋内照明には必ずしも適
当ではなかった。しかし最近、店舗等の商品展示用光源
として演色性を高めた高圧ナトリウムランプの開発が強
く望まれている。However, conventional high-pressure sodium lamps tend to have low color rendering properties and are not necessarily suitable for indoor lighting. However, recently, there has been a strong desire to develop high-pressure sodium lamps with improved color rendering properties as light sources for displaying products in stores and the like.
【０００４】一般に高圧ナトリウムランプの発光色は点
灯中のナトリウムの蒸気圧により決まり、ナトリウム蒸
気圧が低い場合は発光色は黄色味を帯び、またナトリウ
ムの蒸気圧を高くすると発光色は次第に白色光に近づく
傾向がある。したがって、演色性を高めるには点灯中の
ナトリウム蒸気圧を高くすればよい。Generally, the color of the emitted light from a high-pressure sodium lamp is determined by the vapor pressure of the sodium during lighting; when the sodium vapor pressure is low, the emitted light color is yellowish, and when the vapor pressure of sodium is increased, the emitted color gradually changes to white light. tends to approach. Therefore, in order to improve the color rendering properties, it is sufficient to increase the sodium vapor pressure during lighting.
【０００５】飽和蒸気圧型高圧ナトリウムランプの場合
、ナトリウム蒸気圧を高くするためには、発光管の最冷
部に凝縮している余剰のナトリウムアマルガムの蒸発を
促すことで実現でき、よって発光管の最冷部の温度を上
昇させ、この最冷部に溜まっている余剰のナトリウムア
マルガムを蒸発させればよい。In the case of a saturated vapor pressure type high-pressure sodium lamp, increasing the sodium vapor pressure can be achieved by promoting the evaporation of excess sodium amalgam condensed in the coldest part of the arc tube. The temperature of the coldest part may be raised to evaporate excess sodium amalgam accumulated in this coldest part.
【０００６】また、ナトリウム蒸気圧とランプ電圧ＶＬ
は略比例関係にあり、ランプ電圧ＶＬ を高くすれば
ランプ電流を大きくすることができ、電極の発熱が増し
、この高温となる電極の熱を電極軸を通じて排気管に熱
伝導し、この熱で排気管の温度を高め、したがってこの
排気管、すなわち最冷部に溜まっている余剰のナトリウ
ムアマルガムを蒸発させることができる。[0006] Also, sodium vapor pressure and lamp voltage VL
is approximately proportional to each other.If the lamp voltage VL is increased, the lamp current can be increased, which increases the heat generated by the electrodes.This high-temperature electrode heat is conducted to the exhaust pipe through the electrode shaft, and this heat is used to increase the lamp current. It is possible to increase the temperature of the exhaust pipe and thus evaporate the excess sodium amalgam that has accumulated in this exhaust pipe, ie the coldest part.
【０００７】したがって発光色とランプ電圧とは密接な
関係にあり、ランプ電圧を高くする＝最冷部温度が高く
なる＝ナトリウム蒸気圧が高くなる＝発光色が白くなる
（演色性が高くなる）、の関係が成り立つ。[0007] Therefore, there is a close relationship between the emitted color and the lamp voltage; increasing the lamp voltage = higher temperature at the coldest part = higher sodium vapor pressure = whiter emitted color (higher color rendering) The relationship holds true.
【０００８】このように高演色性の高圧ナトリウムラン
プを得ようとするには、普通の高圧ナトリウムランプに
比べてランプ電圧を高くすればよいことになる。[0008] In order to obtain a high-pressure sodium lamp with high color rendering properties, it is necessary to increase the lamp voltage compared to a normal high-pressure sodium lamp.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランプ
電圧ＶＬ を高くすると、電極に保持させた電子放射物
質、すなわちエミッタの飛散が増加する。However, when the lamp voltage VL is increased, the scattering of the electron emitting material held by the electrodes, that is, the emitter increases.
【００１０】つまり、高圧ナトリウムランプにおいては
ランプ電圧ＶＬ の上昇を防止するために従来から、電
極に、Ｂａ−Ｃａ−Ｗ、Ｂａ−Ｃａ−Ｙ−Ｗ、Ｂａ−Ｃ
ａ−ＴｈなどのようなバリウムＢａを主体とする耐熱性
金属酸化物からなるエミッタを塗布してあり、これによ
り放電を促すようになっている。That is, in order to prevent the lamp voltage VL from increasing in high-pressure sodium lamps, Ba-Ca-W, Ba-Ca-Y-W, Ba-C
An emitter made of a heat-resistant metal oxide mainly containing barium Ba, such as a-Th, is coated to promote discharge.
【００１１】しかし、ランプ電圧ＶＬ を高くすると電
極の温度が高くなり、エミッタが必要以上に蒸発される
ようになる。蒸発したエミッタはナトリウムや管壁のセ
ラミックスと反応し、早期黒化の原因になる。However, when the lamp voltage VL is increased, the temperature of the electrode increases, and the emitter is evaporated more than necessary. The evaporated emitter reacts with the sodium and ceramics of the tube wall, causing early blackening.
【００１２】このため、電極に保持させるエミッタは少
ないことが望ましいが、エミッタが少な過ぎるとランプ
電圧ＶＬ が上昇するので、従来はこれらを見越して多
目に付着させており、早期黒化を招いたり、エミッタの
使用量が多いのでコストアップを招く不具合があった。[0012] For this reason, it is desirable that the number of emitters held on the electrode is small, but if there are too few emitters, the lamp voltage VL will increase, so conventionally, in anticipation of this, a large number of emitters are attached, which may lead to early blackening. In addition, there were problems in that the amount of emitters used was large, leading to an increase in costs.
【００１３】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、電極に多量のエミ
ッタを保持させることなくランプ電圧の上昇を防止する
ことができる高圧ナトリウムランプ装置を提供しようと
するものである。The present invention was made based on the above circumstances, and its purpose is to provide a high-pressure sodium lamp device that can prevent an increase in lamp voltage without having a large amount of emitters held in the electrodes. This is what I am trying to do.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、透光性セラミ
ックスからなる発光管内に電極を設け、この電極に電子
放射物質を取着し、上記発光管内に点灯中に余剰となる
ナトリウムと、水銀および始動用希ガスを封入した高圧
ナトリウムランプにおいて、上記ランプは遅相型安定器
に接続して点灯されるようにし、このランプ電圧ＶＬ
を、上記遅相型安定器の二次電圧ＶＳ および二次電力
ＷＳ における負荷特性のピ−ク値付近に設定したこと
を特徴とする。[Means for Solving the Problems] The present invention provides an electrode in an arc tube made of translucent ceramics, attaches an electron emitting substance to this electrode, and removes sodium that becomes surplus during lighting in the arc tube. In a high-pressure sodium lamp filled with mercury and a rare gas for starting, the lamp is connected to a slow-phase ballast to be lit, and the lamp voltage VL
is set near the peak value of the load characteristic at the secondary voltage VS and secondary power WS of the slow phase ballast.
【００１５】[0015]
【作用】遅相型安定器は二次電圧ＶＳ と二次電力ＷＳ
との負荷特性曲線が、図２に示すように、山形曲線を
なす。このため、高演色性タイプで飽和蒸気圧型高圧ナ
トリウムランプのランプ電圧ＶＬ を上記山形をなす負
荷特性のピーク値付近に設定すれば、ランプ電圧ＶＬ
が上昇しようとしても二次電力ＷＳ が下がるので、ラ
ンプ電圧ＶＬ の上昇を防止することができる。[Operation] A slow phase ballast has a secondary voltage VS and a secondary power WS.
As shown in FIG. 2, the load characteristic curve is a chevron curve. Therefore, if the lamp voltage VL of a high color rendering type, saturated vapor pressure high pressure sodium lamp is set near the peak value of the above-mentioned chevron-shaped load characteristic, the lamp voltage VL
Since the secondary power WS decreases even if the lamp voltage VL tries to increase, it is possible to prevent the lamp voltage VL from increasing.
【００１６】[0016]
【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
一実施例にもとづき説明する。図１は高演色性タイプの
高圧ナトリウムランプにおける点灯回路構造を示すもの
で、図において１は高圧ナトリウムランプの発光管を示
す。発光管１は、多結晶アルミナまたは単結晶アルミナ
などのセラミックチュ−ブにより形成され、両端部には
電極２、２が封装されている。電極２は、電極軸とこの
電極軸に巻回された電極コイルとで構成されており、電
極コイルには、例えばＢａ−Ｃａ−Ｗなどのようなエミ
ッタが保持されている。Embodiment The present invention will be explained below based on an embodiment shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows the lighting circuit structure of a high-pressure sodium lamp of high color rendering type. In the figure, 1 indicates the arc tube of the high-pressure sodium lamp. The arc tube 1 is formed of a ceramic tube made of polycrystalline alumina or single crystal alumina, and electrodes 2, 2 are sealed at both ends. The electrode 2 is composed of an electrode shaft and an electrode coil wound around the electrode shaft, and the electrode coil holds an emitter such as Ba-Ca-W.
【００１７】このような発光管１内には、点灯中に余剰
となる所定量のナトリウム、緩衝ガス用金属としての水
銀およびキセノンガスまたはネオン−アルゴンのペニン
グガスなどからなる希ガスが封入されている。The arc tube 1 is filled with a predetermined amount of sodium that becomes surplus during lighting, mercury as a buffer gas metal, and a rare gas such as xenon gas or neon-argon Penning gas. .
【００１８】なお、このような発光管１は通常図示しな
い外管内に収容されて二重管構造をなしている。Incidentally, such an arc tube 1 is normally housed in an outer tube (not shown) to form a double tube structure.
【００１９】なお、１５０Ｗの高圧ナトリウムランプの
場合、内径８．０ｍｍ、電極間距離３８ｍｍの発光管を
用い、この発光管内にナトリウムが２８．９重量％を占
めるナトリウムアマルガムおよびアルゴンを０．５％含
むアルゴン−ネオンの混合ガスを３０Ｔｏｒｒ封入して
ある。
そして、電極２は、外径０．９ｍｍの電極軸に０．３５
ｍｍの電極コイルを巻き戻し式に２層構造に巻いた電極
が用いられ、この電極にＢａ−Ｃａ−Ｗのエミッタが０
．５ｍｇ保持されている。In the case of a 150W high-pressure sodium lamp, an arc tube with an inner diameter of 8.0 mm and a distance between electrodes of 38 mm is used, and in this arc tube, sodium amalgam containing 28.9% by weight of sodium and 0.5% argon are used. A mixed gas of argon and neon containing gas is sealed at 30 Torr. Electrode 2 has an outer diameter of 0.35 mm on the electrode axis with an outer diameter of 0.9 mm.
An electrode is used in which a mm-thick electrode coil is unwound into a two-layer structure, and a Ba-Ca-W emitter is attached to this electrode.
．． 5mg is retained.
【００２０】このランプは、点灯１００時間で、エミッ
タが安定して動作している時のランプ電圧ＶＬ が１１
０ボルトに設定され、相関色温度Ｔｃ＝２５００Ｋ、平
均演色性Ｒａ＝８４の特性を有する。This lamp has been lit for 100 hours and the lamp voltage VL when the emitter is operating stably is 11
It is set to 0 volts, has a correlated color temperature Tc of 2500K, and an average color rendering property Ra of 84.
【００２１】このようなランプは遅相型安定器５を介し
て電源６に接続されている。Such a lamp is connected to a power source 6 via a slow-phase ballast 5.
【００２２】遅相型安定器５は、安定器の二次電圧ＶＳ
と二次電力ＷＳ の関係が図２に示す通り、山形に変
化する特性を有している。The slow phase ballast 5 has a secondary voltage VS of the ballast.
As shown in FIG. 2, the relationship between the secondary power WS and the secondary power WS has a characteristic that changes in a mountain shape.
【００２３】そして、上記ランプの安定点灯時における
ランプ電圧ＶＬ は図２に示す山形特性のピーク値（頂
上）付近に設定されている。The lamp voltage VL when the lamp is stably lit is set near the peak value (top) of the chevron-shaped characteristic shown in FIG.
【００２４】逆に言えば、上記高圧ナトリウムランプは
安定点灯時のランプ電圧ＶＬ が１１０ボルト程度であ
り、このランプ電圧ＶＬ が上記山形特性のピーク値（
頂上）付近になるような遅相型安定器５を用いるもので
ある。Conversely, in the above-mentioned high-pressure sodium lamp, the lamp voltage VL during stable lighting is about 110 volts, and this lamp voltage VL is the peak value of the above-mentioned chevron characteristic (
A slow-phase ballast 5 is used so that the ballast is near the top.
【００２５】このような構造の高圧ナトリウムランプ装
置の作用を説明する。The operation of the high-pressure sodium lamp device having such a structure will be explained.
【００２６】上記ランプを点灯させた場合、例えばエミ
ッタが消失することによりランプ電圧ＶＬ が増大しよ
うとしても、このランプ１に付与される遅相型安定器５
から与えられる二次電力ＷＳ は図２に示すようにピー
ク値から下がる方向に変化するのでランプに低いエネル
ギーが与えられるようになり、このためランプ電圧ＶＬ
の上昇を防止するようになる。When the lamp is turned on, even if the lamp voltage VL tries to increase due to the disappearance of the emitter, for example, the slow phase ballast 5 provided to the lamp 1
As shown in Figure 2, the secondary power given by WS changes downward from the peak value, so lower energy is given to the lamp, and therefore the lamp voltage VL
This will prevent the rise of
【００２７】したがって、電極の温度上昇を防止し、エ
ミッタの飛散を抑制する。[0027] Therefore, the temperature of the electrode is prevented from rising, and scattering of the emitter is suppressed.
【００２８】すなわち、演色性を改善するため、ランプ
電圧ＶＬ を従来よりも高目に設定する場合、ランプ電
圧ＶＬ を遅相型安定器５における二次電圧ＶＳ と二
次電力ＷＳ の関係特性のピーク値付近に設定すれば、
ランプ電圧ＶＬ の上昇を防止することができる。That is, when setting the lamp voltage VL higher than before in order to improve color rendering, the lamp voltage VL is set to If set near the peak value,
It is possible to prevent the lamp voltage VL from increasing.
【００２９】したがって、ランプ電圧ＶＬ を従来より
も高目に設定したことにより、演色性が改善され、かつ
ランプ電圧ＶＬ の上昇が防止されるので、電極物質お
よびエミッタの蒸発や飛散が防止され、管壁の早期黒化
が防止されるとともに、エミッタの消失が少なくなるの
で必要最小限のエミッタ量を電極に保持させることがで
きる。Therefore, by setting the lamp voltage VL higher than before, the color rendering properties are improved and an increase in the lamp voltage VL is prevented, thereby preventing the electrode material and the emitter from evaporating or scattering. Early blackening of the tube wall is prevented, and the loss of emitters is reduced, so that the minimum necessary amount of emitters can be maintained in the electrodes.
【００３０】本発明について、ランプ電圧と光束維持率
について実験した結果を図３により説明する。The results of an experiment regarding the lamp voltage and luminous flux maintenance factor of the present invention will be explained with reference to FIG.
【００３１】図３において、特性（１） の場合が上記
本発明の実施例のランプであり、特性（２） は、本実
施例と大きさが同じ発光管でありながら、ランプＶＬ
が１００ボルトでエミッタ量が０．３ｍｇの場合、また
特性（３） は、本実施例と大きさが同じ発光管であり
ながら、ランプＶＬ が１００ボルトでエミッタ量が１
．０ｍｇの場合ランプである。In FIG. 3, the case of characteristic (1) is the lamp of the above embodiment of the present invention, and the case of characteristic (2) is that of the lamp VL, although the lamp has the same size as the present embodiment.
When VL is 100 volts and the emitter amount is 0.3 mg, characteristic (3) is obtained when the lamp VL is 100 volts and the emitter amount is 1.
．． If it is 0 mg, it is a lamp.
【００３２】この図から、本発明のランプは、ランプ電
圧ＶＬ が従来よりも高くて遅相型安定器５における二
次電力ＷＳ のピーク値に設定してあるので、ランプ電
圧ＶＬ の変化が少なく、電極物質およびエミッタの蒸
発や飛散が防止されるので管壁の早期黒化が防止され光
束維持率が高くなり、エミッタの消失が少なくて長寿命
になることが判る。From this figure, it can be seen that in the lamp of the present invention, the lamp voltage VL is higher than the conventional one and is set to the peak value of the secondary power WS in the slow phase ballast 5, so that the lamp voltage VL changes little. It can be seen that since evaporation and scattering of the electrode material and emitter are prevented, early blackening of the tube wall is prevented, the luminous flux maintenance rate is increased, and the loss of the emitter is reduced, resulting in a long life.
【００３３】なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではなく、適用するランプは５０Ｗないし２００Ｗで
特に実施可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be particularly practiced with an applied lamp of 50W to 200W.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、飽
和蒸気圧型高圧ナトリウムランプのランプ電圧ＶＬ を
、遅相型安定器の山形をなす負荷特性曲線のピーク値付
近に設定したので、ランプ電圧ＶＬ が上昇しようとし
ても遅相型安定器の二次電力ＷＳ が下がるので、ラン
プ電圧ＶＬの上昇を防止することができる。このため、
電極に多量のエミッタを保持させることなくランプ電圧
の上昇を防止することができ、演色性および寿命特性を
改善することができる。As explained above, according to the present invention, the lamp voltage VL of the saturated vapor pressure type high pressure sodium lamp is set near the peak value of the chevron-shaped load characteristic curve of the slow phase type ballast. Even if VL tries to rise, the secondary power WS of the slow-phase ballast decreases, so it is possible to prevent the lamp voltage VL from rising. For this reason,
An increase in lamp voltage can be prevented without holding a large amount of emitters in the electrode, and color rendering properties and life characteristics can be improved.
【図１】本発明の一実施例を示す高圧ナトリウムランプ
の点灯回路の図。FIG. 1 is a diagram of a lighting circuit for a high-pressure sodium lamp showing an embodiment of the present invention.
【図２】遅相型安定器の負荷特性を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the load characteristics of a slow-phase ballast.
【図３】点灯時間とランプ電圧の変化具合および光束維
持率を示す図。FIG. 3 is a diagram showing lighting time, changes in lamp voltage, and luminous flux maintenance rate.
１…ランプ発光管、２…電極、５…遅相型安定器、６…
電源。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Lamp arc tube, 2... Electrode, 5... Slow phase type ballast, 6...
power supply.
Claims (1)
に電極を対向して設け、この電極に電子放射物質を取着
するとともに、上記発光管内に点灯中に余剰となるナト
リウムと、水銀および始動用希ガスを封入した高圧ナト
リウムランプを遅相型安定器に接続して点灯するように
し、このランプ電圧ＶＬ を、上記遅相型安定器の二次
電圧ＶＳ および二次電力ＷＳ における負荷特性のピ
−ク値付近に設定したことを特徴とする高圧ナトリウム
ランプ装置。[Claim 1] Electrodes are provided facing each other in an arc tube made of translucent ceramics, and an electron-emitting substance is attached to these electrodes, and sodium, mercury, and starting materials that are surplus during lighting are stored in the arc tube. A high-pressure sodium lamp filled with a rare gas is connected to a slow-phase ballast for lighting, and the lamp voltage VL is determined as the peak of the load characteristics at the secondary voltage VS and secondary power WS of the slow-phase ballast. - A high-pressure sodium lamp device characterized in that it is set near the peak value.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5545791A JPH04274158A (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | High pressure sodium lamp apparatus |
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1991
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