JPS59180949A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術範囲〕 本発明は透光性セラミックたとえば多結晶体のアルミナ
セラミック又はサファイアのような金属酸化物単結晶体
等からなる発光管を有する金属蒸気放電灯に関する。

〔発明の技術的背景とその問題〕

透光性セラミック管よりなる発光管を有する金属蒸気放
電灯たとえば高圧ナトリウムランプはその発光管内に始
動用希ガスとともに水銀およびナトリウムが封入される
。始動用希ガスとしてはキセノンＸｅが熱伝導損失が小
さく、シたがって発てペニング効果が起らぬため発光管
の始動電圧が高くなり商用の電源電圧では始動させるこ
とができず、高圧パルスを発生する高価な専用の始動装
置付安定器を必要とした。これに対し熱応動スイッチと
コイルフィラメントの直列回路からなる熱応動スイッチ
式始動装置を発光管と並列に外管内に収納し、さらに始
動電圧を低下させるために発光管の管壁に近接して近接
導体を付設することにより、安価な水銀灯用安定器で点
灯させることを可能としたランプも開発された。ところ
で、このようなランプは万一発光管がリークしたような
場合、たとえば寿命末期などに発生する可能性があるが
、この時、高真空に保たれた外管内には発光管内に封入
しであるＸｅ、水銀およびナトリウムが漏出する。この
ような状態で外管内に漏出したＸｅのガス圧が０．１ト
一ル以上になっている時に電源スィッチを投入すると前
記始動装置が作動してパルスを発生し９発光管が点灯す
ることがある。この場合９発光管内に封入しである水銀
は外部へ多量に漏出しているためランプ電圧は上昇せず
、したがって安定器にはほぼ２次側を短絡したのに近い
電流が流れ、安定器の過熱損傷を生じるおそれがあった
。

このような欠点に対処して、たとえば特開昭５５−１．
２２３５１号公報には前記発光管と並列に設けた熱応動
スイッチ式始動装置の抵抗（コイルフィラメント）の作
動中の温度を１６００℃（１８７３Ｋ）以上に保ち、万
一発光管がリークし外管内にＸｅが０．２ト一ル以上漏
出した際に、前記抵抗（コイルフィラメント）から放出
される熱電子によってＸｅを電離し外管内放電を生じさ
せ、抵抗（コイルフィラメント）を溶断させる手段が示
されている。

ところが、このよう々手段をとってもなお下記のような
不都合を生じることが判った。そのｍとしては発光管の
リークなどにより外管内に漏出したＸｅのガス圧が０，
２トールに未たない場合でも条件によっては発光管が点
灯することがある。

たとえば９本ラッグは前記熱応動スイッチの開閉にとも
なって生じるキック電圧によって点灯するものであり９
通常熱応動スイッチは２〜３秒に１程度度しかその開閉
動作は行なわれない。

ところが、ランプが振動を受けやすい場所たとえば機械
設備、車輛通行の近辺などに設置されると熱応動スイッ
チの接点も振動するため１秒間に１０回程度も開閉動作
を行なう場合がある。

このような状態になると外管内に漏出したＸｅガス圧が
０．２トールに未たない場合でもコイルフィラメントの
溶断をおこすことなくランプが点灯することがあり、し
たがって安定器の過熱損傷を完全に防止することができ
ない。

その印）としてはコイルフィラメントの素線は通１６０
０°Ｃを越えへいても溶断するまでに時間がかかりすぎ
て、その間に熱応動スイッチが作動し外管内へ漏出した
Ｘｅのガス圧が０，２トールを越えているとランプが点
灯してしまい、これまた安定器の過熱損傷を生じる結果
となる。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の欠点に対処してなされたもので２発
光管がリークした場合に外管内に収納した熱応動スイッ
チ式始動装置のコイルフィラメントを確実に溶断させる
ことによって、安定器の過熱損傷を防止できる金属蒸気
放電灯を提供することを目的とする。

〔光間の概碩〕

本発明ば透光性セラミック管内にキセノンガス。

水銀および発光物質を封入してなる発光管と、この発光
管と並列に接続される熱応動スイッチとコイルフィラメ
ントの直列回路からなる熱応動スイッチ式始動装置とを
外管内に収納し。

外管内容積Ａ（Ｃｍ３）、発光管内容積Ｂ（（Ｘ３）。

発光管内封入キセノンＸｅガス圧Ｐ（トール）。

コイルフィラメントの線径ｄ　（ｍｍ　）　＋　゛コイ
ルフィラメントの作動時の温度Ｔ（Ｋ　）の各関係を ０．１≦Ｐ＝月≦５ ００５仝ｄ壬０．１２ ２２００≦Ｔ＜２８００ とした金属蒸気放電灯である。

実施例 以下２本発明の詳細を実験結果を参照して説明する。第
１図は実、験に使用した高圧ナトリウムランプの正面図
、第２図はその点灯回路図である。

図中（１１は内部を高真空に保ち一端に口金（２）を装
着した外管、（３）は発光管で透光性アルミナセラミッ
ク管（４）の両端部を電極（５ａ）、　（５ｂ）を支持
する閉塞体（６ａ）、　（６ｂ）でガラスろつ徴等の接
着剤を介して気密に封止され、内部には始動用希ガスと
してのキセノンＸｅとナトリウムアマルガムとが封入さ
れている。（７）は発光管（３）と並列に接続される熱
応動スイッチ式始動装置で、バイメタル（８ａ）および
接点（８ｂ）からなる熱応動スイッチ（８）とこれに直
列に接続されるコイルフイラメ７　）　（９）からなる
。

なお要すれば前記始動装置（力には限流抵抗を付加する
こともある。また、始動を一層容易にするために発光管
（３）の外面に近接して近接導体（１０）が付設されて
いる。なおαυはゲッタで外管（１）内を高真空度に保
っている。

このような構成の高圧ナトリウムランプは第２図に示さ
れるように２００Ｖ級交流電源用単チョーク形の水銀灯
用安定器（１２１を介して交流電源（Ｉ３）に接続され
る。

ランプ始動前は熱応動スイッチ（８）が閉じており。

よってコイルフィラメント（９）に通電されてこれが発
熱するため、この熱によって熱応動スイッチ（８）が開
放される。この開放時のキック電圧によって安定器α２
に高電圧パルスが発生し、この高電圧パルスは発光管（
３）の両電極（５ａ）、　（５ｂ）に印加されランプが
始動する。

なおこの際、近接導体α０）は発光管（３）の外表面に
接触しているから、前記高電圧パルスの印加により対向
電位側の電極（５ｂ）との間で急激な電位傾度を生じさ
せて発光管内のアーク放電の発生を促進させる。

一方２発光管（３）が万一リークして外管（１）内にＸ
ｅガスが漏出した状態でランプに電圧が印加されると、
一定の条件の下においては熱応動スイッチ（８）が作動
する前にコイルフィラメント（９）が溶断されないとラ
ンプが点灯してしまい安定器（Ｉ２）は焼損することに
なる。

実験は前記コイルフィラメント（９）の溶断の条件を見
い出すためになされたもので９発光管（３）の内容積Ｂ
を４．ＯＣｒｒＬ３　、外管（１）の内容積Ａを１２０
０ｃｍ３とし、変動因子としては下記３因子をとりあげ
た。

■　コイルフィラメント（９）の線径ｄ（ｉｎ）。

■　コイルフィラメント（９）の作動時の温度Ｔ（Ｋ）
。

■　発光管（３）内封入Ｘｅガス圧Ｐ（トール）■は一
発光管（３）がリークした場合の外管（１）内Ｘｅガス
圧を設定するためのもので９発光管内容積Ｂ。

外管内容積Ａとの関係から。

外管内Ｘｅガス圧二Ｐ・人となる。

なお■の線径は０．０５ｍｍ、　０．０８ｔｎＪ　Ｏ，
１，２ｍｍ、　０．１４”！　０．１７　Ｔｎｍ　ノ５
　種類、■ノ篇度Ｔ（１つにツイテハ前記５種類の線径
のものについて、各々の線の長さを変えることによって
２０００に、　２２００に、　２５００１（。

２８００１（の４種類になるように設計し、■の発光管
内Ｘｅガス圧について３０トール（０，１１−ル）。

１５０１−　−　ル　（０５トール）、　３００　ト　
−ル　（１ト　−　ル　）。

９００１−−ル（３トール）、　　１５００　トール（
５トール）の５秤類とした。ただしく）内は発光管がリ
ークした場合の外管内Ｘｅガス圧二Ｐ−人を示す。

つまり、コイルフィラメント（９）の線径および温度の
異なる２０種類の始動装置（７）と５種類のＸｅガス圧
が異なる発光管（３）とを組合ぜたランプを試作し、こ
れ等ランプの外部からレーザ光線の照射によって外管（
１）を損うことなしに発光管（３）に小孔をあけ１発光
管（３）に封入しであるＸｅを外管（１）円に漏出させ
て充満し９次に各ランプに安定器０２）を介して交流２
００Ｖを印加し、熱応動スイッチ（８）が動作する前に
コイルフィラメント（９）が放電により溶断するか否か
を調べた。この結果を表１〜表５に示す。

表において○はランプに電圧印加した後、熱応動スイッ
チ（８）が動作する前にコイルフィラメント（９）が放
電により溶断したもの、△は熱応動スイッチ（８）の複
数回の動作暗中に溶断したもの、Ｘは１゜分間にもわた
って熱応動スイッチ（８）を動作させても溶断したかっ
たものをそれぞれ示す。

以下余白 表　　１ 外管内Ｘｅ圧（０，１）−ル） 表　　２ 外管内Ｘｅ圧（０，５）−ル） 表　　３ 外管内Ｘｅ圧（１トール） 表　　４ 外管内）（ｅ　（３トール） 表　　５ 外管内Ｘｅ圧（５トール） 表１〜表５の結果から○印つまり発光管（３）がリーク
した状態でランプに電圧が印加された場合に。

熱応動スイッチ（８）が動作する前にコイルフィラメン
ト（９）を浴Ｉ析できろ条件は。

　１ ０１≦外管内Ｘｅガス圧（Ｐ・λ）壬５ｏ、ｏ５＜コイ
ルフィラメント線径ｄ　（ｇｅｍ）　＜０．１２２２０
０≦コイルフイラメントの作動時の温度Ｔ（Ｋ）’：２
８００であることが判る。

なお、コイルフイラメ７　ト（９）の線径ｄを０．０５
　ｍｍ未満にすることは、訓すぎて断線しやすく取扱い
上不便であり、かつ、その製造がむづかしいこと等から
不可であり、またコイルフィラメント（１０）の作動時
の温度Ｔ（Ｋ）は２８００Ｋを越すほどに高温にすると
フィラメント素線の材料である高融点金属たとえばタン
グステンの蒸発飛散が急激に増加して短屑命となり易い
ので、これも不可である。さらに、外管内Ｘｅガス圧に
ついては９通常の発光管内への封入Ｘｅガス圧および外
管内容績を考慮すると５トールを越すようなことば、ま
ず有り得ないので前記実験にＺいてはこれ等条件は除い
た。

なお１本発明は前記実施例に限られるものではな（、た
とえば始動用希ガスはキセノンＸｅを主体とするもので
あれば同様の効果が得られ、たとえばＸｅにＯ〜１０％
程度の他の希ガスＮｅ、　Ａｒ等を混合使用しても良い
。また５発光物質もナトリウム金属に限らず他の金属ま
たはそれ等金属の）・ロケン化物の形で使用しても良い
。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明によれば発光管がリークし
た場合の外管内に漏出するＸｅ圧、始動装置のコイルフ
ィラメントの線径およびその作動時の温度を規制するこ
とによって、確実に前記コイルフィラメントを溶断する
ことを可能とし、したがって安定器の焼損を防止できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験に使用した高圧ナトリワムランプの正面図
、第２図は同ランプの点灯回路図を示す。 （１）・・外管、（３）・・発光管。 （ネ）・・透光性アルミナセラミック管、　　（５ａ）
、（５ｂ’）・・・電極。 （６ａ）、（６ｂ）・・・閉塞体、（７）・・熱応動ス
イッチ丈始動装置、（８）・・・熱応動スイッチ。 （９）・・・コイルフィラメント、　（１０）・・・近
接導体。 ０２）・・安定器 （７３１７）代理人　弁理士　　則　近　力致　　佑（
ほか　１名） 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透光性セラミック管内にキセノンガス、水銀および発光
   物質を封入してなる発光管と、この発光始動装置とを外
   管内に収納した金属蒸気放電灯において。 外管内容積Ａ（ｃ１ｒＬ３）、発光管内容積Ｂ（ｃ＋ａ
   ３）、発光Ｗ内封入キセノンガス圧Ｐ（トール）。 コイルフィラメントの線径ｄ（ｍｍ）。 コイルフィラメントの作動時の温度Ｔ　（Ｋ）の関係を
   。 。、□くＰ、Ｂ≦５ ０．０５≦ａ＜ｏ、ｔ２ ２２００≦Ｔ≦２８００ としたことを特徴とする金属蒸気放電灯。