JPS6282640A - Electrode for high pressure sodium lamp - Google Patents
Electrode for high pressure sodium lampInfo
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- JPS6282640A JPS6282640A JP22262985A JP22262985A JPS6282640A JP S6282640 A JPS6282640 A JP S6282640A JP 22262985 A JP22262985 A JP 22262985A JP 22262985 A JP22262985 A JP 22262985A JP S6282640 A JPS6282640 A JP S6282640A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、不飽和蒸気圧形特性を有する高圧ナトリウ
ムランプに使用する電極の改良に関するものであり、更
に詳細には、これら電極に塗布される電子放射物質の改
良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to improvements in electrodes used in high-pressure sodium lamps having unsaturated vapor pressure characteristics, and more particularly, to improvements in electrodes used in high-pressure sodium lamps having unsaturated vapor pressure characteristics. This study relates to the improvement of electron-emitting materials.
−ａに、飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムランプにおいて
は、ランプ動程中のナトリウムの消失を補償するために
、発光に寄与する量よりも過剰の量のナトリウム及び水
銀が発光管内に封入されている。これら過剰の量のナト
リウム及び水銀は発光管内の最冷部でアマルガムを生成
している。したがって発光管内の蒸気圧は、最冷部の湯
境及びアマルガム組成比の変化により影響されるという
問題点がある。更にこのような飽和蒸気圧形の高圧ナト
リウムランプは、ランプ動程中にランプ電圧が上昇し、
最後には立ち消えてしまうという欠点がある。-a. In a saturated vapor pressure type high-pressure sodium lamp, sodium and mercury are sealed in the arc tube in excess of the amount that contributes to light emission in order to compensate for the loss of sodium during the lamp operation. There is. These excess amounts of sodium and mercury form an amalgam in the coldest part of the arc tube. Therefore, there is a problem in that the vapor pressure within the arc tube is affected by changes in the temperature of the coldest part and the amalgam composition ratio. Furthermore, in such a saturated vapor pressure type high-pressure sodium lamp, the lamp voltage increases during the lamp movement,
The drawback is that it disappears in the end.
一方、封入ナトリウム及び水銀の量を限定し、点灯中に
封入ナトリウム及び水銀が全て蒸発気化した状態となる
、いわゆる不飽和ｆ気圧形の高圧ナトリウムランプは、
最冷部の温度が変化しても、発光管内の蒸気圧は殆ど変
化しないようになっており、ランプ点灯時、ランプ電圧
が安定しているものであることは既に知られている。し
かし、このような不飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムラン
プにおいては、封入されるナトリウムの量が？ｊｆＸｆ
ｔであるため、ナトリウムが僅か消失してもランプ電圧
に対して重大な影響を及ぼす。すなわちナトリウムの消
失に伴い、ランプ電圧が徐々に下降するという問題点が
ある。On the other hand, so-called unsaturated f-atmosphere high-pressure sodium lamps, in which the amount of sodium and mercury enclosed is limited, and all of the sodium and mercury are evaporated during lighting,
It is already known that even if the temperature of the coldest part changes, the vapor pressure inside the arc tube hardly changes, and the lamp voltage is stable when the lamp is lit. However, in such an unsaturated vapor pressure type high pressure sodium lamp, how much sodium is sealed? jfXf
t, even a small loss of sodium has a significant effect on the lamp voltage. That is, there is a problem in that the lamp voltage gradually decreases as sodium disappears.
このナトリウムの消失の主な原因が、ランプの始動時及
び点灯時に！橿から放出されるガス、特に酸素であるこ
とは従来から知られている。The main cause of this sodium loss is when starting and lighting the lamp! It has been known for some time that the gas released from the rod is oxygen, in particular oxygen.
ところで高圧ナトリウムランプの電極構成材料としては
、従来からタングステン等の高融点金属が使用されてい
るが、タングステンのみでは高温度においても充分な電
子放射を与えることは困難であるので、通常、電子放射
特性の優れた金属酸化物を用いて電子放射性を補ってい
る。By the way, high-melting point metals such as tungsten have traditionally been used as electrode constituent materials for high-pressure sodium lamps, but it is difficult to provide sufficient electron emission even at high temperatures with tungsten alone, so electron emission is usually Electron emissivity is compensated for by using metal oxides with excellent properties.
かかる電子放射性金属酸化物としては、通常、バリウム
、カルシウム等のアルカリ土類金属酸化物、あるいは酸
化トリウム等が用いられている。As such electron-emitting metal oxides, alkaline earth metal oxides such as barium and calcium, thorium oxide, etc. are usually used.
ところで上記のような金属酸化物を用いた電極では、ラ
ンプの動作中の電極温度は、先端で約１７００℃となり
末端に向かって次第に低くなっている。By the way, in an electrode using a metal oxide as described above, the electrode temperature during operation of the lamp is approximately 1700° C. at the tip and gradually decreases toward the tip.
点灯動作中に上記の金属酸化物を主体とする電子放射物
質（エミッター）は、先端に近い部分から徐々に蒸発飛
散し、発光管の内面に付着する。この発光管内面への電
子放射物質の付着量が多くなると、光束の低下の大きな
原因となる。During the lighting operation, the electron emitting material (emitter), which is mainly composed of the metal oxide mentioned above, gradually evaporates and scatters from a portion near the tip and adheres to the inner surface of the arc tube. If the amount of electron emitting material attached to the inner surface of the arc tube increases, it becomes a major cause of a decrease in luminous flux.
このような問題点の対策として、従来、電極８棒に巻回
するタングステンコイルを二重コイルに形成して、内コ
イルと１ｉ極芯棒との間に電子放射物質を密に充填して
、外コイルの表面には電子放射物質を極力露出させない
構造をとり、電子放射物質の蒸発を抑制する方法などが
知られている。As a countermeasure for such problems, conventionally, the tungsten coil wound around eight electrode rods was formed into a double coil, and an electron emitting material was densely filled between the inner coil and the 1i pole core rod. A method is known in which the surface of the outer coil is structured so that the electron emitting material is not exposed as much as possible to suppress evaporation of the electron emitting material.
しかしながら、上記のようなアルカリ土類金属酸化物は
電子放射性は優れているが、高温度で蒸気圧が比較的高
く、コイル中に充填した該酸化物の蒸発を完全に抑える
ことは困難である。また、アルカリ土類金属を含む酸化
物、あるいは酸化タングステンとの複合酸化物等は、約
１３００℃前後で一部が分解蒸発し、遊離したアルカリ
土類金属。However, although the above-mentioned alkaline earth metal oxides have excellent electron emitting properties, their vapor pressure is relatively high at high temperatures, and it is difficult to completely suppress the evaporation of the oxides filled in the coil. . In addition, oxides containing alkaline earth metals or composite oxides with tungsten oxide are alkaline earth metals that partially decompose and evaporate at around 1300°C to liberate alkaline earth metals.
アルカリ土類金属酸化物、及び酸素等を放出する。Releases alkaline earth metal oxides, oxygen, etc.
これらの分解した蒸発成分の中で、特に酸素はナトリウ
ムと反応して蒸気圧の低い安定な化合物を生成する。Among these decomposed vaporized components, oxygen in particular reacts with sodium to produce stable compounds with low vapor pressures.
このナトリウムの酸化物の生成が、発光管内におけるナ
トリウム消失の主な原因の一つであり、特に不飽和蒸気
圧形の高圧ナトリウムランプにおいては、このナトリウ
ムの酸化物の生成によるナトリウム消失がランプ電圧降
下を招きランプ寿命を短くする要因となっているので、
このナトリウム消失を極力１ｒＩＩ制することが必須で
ある。This generation of sodium oxides is one of the main causes of sodium loss in the arc tube. Particularly in unsaturated vapor pressure type high-pressure sodium lamps, sodium loss due to the formation of sodium oxides causes the lamp voltage to rise. This causes the lamp to drop and shortens the lamp life.
It is essential to control this loss of sodium as much as possible.
このナトリウム酸化物の生成によるナトリウム消失を抑
制することは、上記不飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムラ
ンプのみならず、点灯中に封入量の全部ではなく８０％
以上が蒸発する程度のナトリウムアマルガムを封入した
高圧ナトリウムランプに対しても必要な要件である。す
なわち、点灯中に封入量の８０％以上が蒸発する程度の
ナトリウムアマルガムが封入されている場合には、アマ
ルガムの組成比が不飽和形のランプと同様であると、飽
和蒸気正形特性ではな（、不飽和蒸気圧形特性を示すも
のであり、しかも微量のナトリウム消失によりランプ特
性に大きな影響を与える点では不飽和蒸気圧形のランプ
と同等であるから、封入量の全部ではなく８０％以上が
蒸発する程度の量のす° トリウムアマルガムが封入さ
れている不飽和蒸気圧形特性をもつ電圧ナトリウムラン
プにおいても、ナトリウム消失を抑制することは同様に
必須要件となるものである。Suppressing the loss of sodium due to the formation of sodium oxides is necessary not only for the above-mentioned unsaturated vapor pressure type high-pressure sodium lamps, but also for suppressing the loss of sodium by not only the unsaturated vapor pressure type high-pressure lamp, but also 80% of the enclosed amount during lighting.
The above requirements are also necessary for high-pressure sodium lamps filled with sodium amalgam to the extent that it evaporates. In other words, if sodium amalgam is filled to the extent that 80% or more of the filled amount evaporates during lighting, if the composition ratio of the amalgam is similar to that of an unsaturated lamp, the saturated vapor characteristic will not be true. (It exhibits unsaturated vapor pressure type characteristics, and it is equivalent to an unsaturated vapor pressure type lamp in that the lamp characteristics are greatly affected by the disappearance of a trace amount of sodium, so 80% of the enclosed amount is not the entire amount.) In a voltage sodium lamp having an unsaturated vapor pressure characteristic, in which an amount of thorium amalgam is sealed in such an amount as to evaporate, it is similarly essential to suppress sodium loss.
なお、酸化トリウムは、高融点を有すると同時に、比較
的小さい仕事関数を有するため、電子放射物質として使
用されている。しかし、この酸化トリウムは放射性同位
元素の酸化物であるため、放射性物質取扱基準に準じた
取り扱いをしなければならず、作業性の点で多くの問題
があり、現在は電子放射物質として次第に使用されない
方向になっている。Note that thorium oxide has a high melting point and a relatively small work function, so it is used as an electron emitting material. However, since this thorium oxide is an oxide of a radioactive isotope, it must be handled in accordance with the standards for handling radioactive materials, and there are many problems in terms of workability, so it is currently being gradually used as an electron emitting material. The direction is that it will not be done.
本発明は、従来の不飽和蒸気圧形特性を存する高圧ナト
リウムランプの発光管の電極に塗布される電子放射物質
の上記問題点を解消するためなされたもので、ナトリウ
ムと反応する′ｊ：ｙＪ質を放出しにくく、したがって
う／ブ動程中のランプ電圧降下を軽減し、ランプ寿命を
向上させる電子放射物質を設けた不飽和蒸気圧形特性を
もつ高圧ナトリウムランプ用電極を提供することを目的
とするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems with the electron emitting material applied to the arc tube electrode of a conventional high-pressure sodium lamp, which has unsaturated vapor pressure characteristics. An object of the present invention is to provide an electrode for a high-pressure sodium lamp having an unsaturated vapor pressure type characteristic and provided with an electron-emitting material that is less likely to emit radiation and therefore reduces the lamp voltage drop during the lamp operation and improves the lamp life. This is the purpose.
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、上
記問題点を解決するために種々の実験を行い検討を加え
た結果、電極の電子放射物質として、酸化イツトリウム
（Ｙ２Ｏ，）を用いるようにしたものである。[Means and effects for solving the problems] As a result of various experiments and studies in order to solve the above problems, the present invention uses yttrium oxide (Y2O,) as the electron emitting material of the electrode. This is how it was done.
電極の電子放射物質として、上記の酸化イツトリウムを
選定するに際しては、本発明者らは基礎実験として、以
下に示す条件を満足する電子放射物質用の金属酸化物を
検討した。When selecting the above-mentioned yttrium oxide as the electron emitting material for the electrode, the present inventors conducted basic experiments to examine metal oxides for the electron emitting material that satisfied the conditions shown below.
ｆｌ＋ 高圧ナトリウムランプの発光管シール温度で
分解しないような、少なくとも１６００℃以上の高融点
を存すること。fl+ Must have a high melting point of at least 1600°C or higher so that it does not decompose at the sealing temperature of the arc tube of a high-pressure sodium lamp.
（２）電極動作温度において低い蒸気圧を有すること。(2) Have a low vapor pressure at the electrode operating temperature.
（３）熱電子放射に対する仕事関数が比較的小さいこと
。(3) The work function for thermionic radiation is relatively small.
（４） ランプ点灯時の温度においてナトリウムと反
応しにくいこと。(4) It is difficult to react with sodium at the temperature when the lamp is lit.
なおこの基礎実験では、現在高圧ナトリウムランプ用の
電極エミッター材料として幅広く使用されている酸化バ
リウムＢａＯ，Ｍ化カルシウムＣａＯ等や、あるいはそ
れらを含む複合酸化物（例えばタングステン酸バリウム
カルシウムＢａ ｔＣａ Ｗ Ｏｂ等）は、上記のよう
に分解温度が低く、ナトリウムと反応しやすい等の点を
考慮し、また酸化トリウムＴｈ０ｔやそれを含む複合酸
化物も先に述べたようにトリウムが放射性元素の一つで
あること等の点を考慮して、上記金属酸化物の対象から
除外した。In this basic experiment, we used barium oxide BaO, calcium Mide CaO, etc., which are currently widely used as electrode emitter materials for high-pressure sodium lamps, or complex oxides containing them (e.g. barium calcium tungstate BatCa W Ob, etc.). ) has a low decomposition temperature and is easy to react with sodium as mentioned above, and thorium oxide Th0t and composite oxides containing it are also used as thorium is a radioactive element as mentioned above. Considering the following points, the above metal oxides were excluded from the list.
上記実験検討の結果、上記（１）〜（４）の各条件を満
足する電子放射物質は、酸化スカンジウム５ｃｚＯｙ＋
酸化イツトリウムＹ ｚ Ｏｚ 、酸化ランタンＬａｚ
Ｏｓ。As a result of the above experimental study, the electron emitting material that satisfies each of the conditions (1) to (4) above is scandium oxide 5czOy+
Yttrium oxide Yz Oz, lanthanum oxide Laz
Os.
酸化プラセオジムＰｒｚＯ：＋＋酸化ネオジムＮｄｚＯ
３゜酸化サマリウムＳｍｘＯｓ、酸化ガドリニウムＧｄ
ｚＯａ。Praseodymium oxide PrzO: ++ Neodymium oxide NdzO
3゜Samarium oxide SmxOs, Gadolinium oxide Gd
zOa.
酸化ジスプロシウムＤｙ、Ｏ，等の希土類元素の酸化物
、及びそれらの酸化物の混合物であることが判明した。It was found that the oxides were oxides of rare earth elements such as dysprosium oxide Dy, O, etc., and mixtures of these oxides.
そして、これらの酸化物の融点は、次の順序で低くなっ
ていることがわかった。すなわちＣｅ０ｚ（２５００℃
）、 ｙ ｚ Ｏ２（２４２０℃）、 ５ｃｚＯａ（
２４０５℃）。It was also found that the melting points of these oxides decrease in the following order: That is, Ce0z (2500℃
), y z O2 (2420℃), 5czOa (
2405℃).
Ｇｄ２Ｏ，（２３９５℃）、ＤｙｔＯ＊（２３８５℃）
、 Ｓｍ０ 、 （２３２０’Ｃ）、 Ｎｄｚ Ｏｓ
’（２３１５℃）＋ ＬａｚＯ３（２３００℃）、
ＰｒＺＯｆｆ（２２９０℃）の順である。Gd2O, (2395°C), DytO* (2385°C)
, Sm0, (2320'C), NdzOs
'(2315℃) + LazO3 (2300℃),
The order is PrZOff (2290°C).
また、これらの酸化物の蒸発性は次の順序で増加してい
ることがわかった。すなわち、Ｙ２Ｃｈ。It was also found that the evaporability of these oxides increases in the following order: That is, Y2Ch.
５ｃｚＯｘ、 ＧｄｚＯｉ、 ＤｙｚＯｔ、
ＬａｚＯ３，Ｓｎ＋ｚＯｓ。5czOx, GdzOi, DyzOt,
LazO3, Sn+zOs.
Ｐｒ２０＋、 ＮｄｚＯｚ、 Ｃｅｎｔの順である。The order is Pr20+, NdzOz, and Cent.
また、これらの酸化物の仕事関数は、次の順序で増加し
ていることが判明した。すなわち、Ｙ２Ｏ。It was also found that the work functions of these oxides increase in the following order: That is, Y2O.
（２，Ｏｅ Ｖ）、 ＧｄｚＯ３（２，ｌ ｅ Ｖ）、
ＤｙｚＯ３（２，１ｅ Ｖ）。(2, Oe V), GdzO3 (2, l e V),
DyzO3 (2,1e V).
ＮｄｚＯｒ（２，３ｅ Ｖ）、 ＬａｚＯ：＋（２，
８ｅ Ｖ）、 ＰｒｚＯｓ（２，８ｅ Ｖ）、ＳｍｚＯ
ｉ（２，８ｅ Ｖ）、Ｃｅ０ｚ（２，９ｅ Ｖ）。NdzOr(2,3e V), LazO:+(2,
8e V), PrzOs(2,8e V), SmzO
i(2,8e V), Ce0z(2,9e V).
５ｃｚＯｉ（３，２８Ｖ） の順である。The order is 5czOi (3,28V).
これらの希土類元素の酸化物の中で、特に酸化イツトリ
ウムＹ、０．を電子放射物質として使用すると、ランプ
電圧の降下は著しく抑えられ、始動特性も比較的良好で
あった。Among these rare earth element oxides, yttrium oxide Y, 0. When used as an electron emitting material, the drop in lamp voltage was significantly suppressed and the starting characteristics were also relatively good.
そこで、本発明は、不飽和蒸気圧形特性をもつ高圧ナト
リウムランプ用電極の電子放射物質として、上記のよう
に酸化イツトリウムＹ２Ｏ３を用いるものである。この
酸化イットリウムＹｔＣｈを用いることによって、ラン
プ電圧の降下が著しく抑制され、始動性も比較的良好に
なる理由は明確ではないが、上記のように、融点、蒸発
性及び仕事関数の全ての面で、他の酸化物より優れてお
り、最も遊離の酸素を放出しにくいものであり、したが
ってナトリウムとの反応性も低く、ナトリウムの消失の
抑制効果が著しくなるためと考えられる。Therefore, the present invention uses yttrium oxide Y2O3 as described above as an electron emitting material for an electrode for a high-pressure sodium lamp having unsaturated vapor pressure characteristics. It is not clear why the use of yttrium oxide (YtCh) significantly suppresses the drop in lamp voltage and provides relatively good startability, but as mentioned above, it has excellent This is thought to be because it is superior to other oxides and is the least likely to release free oxygen, and therefore has low reactivity with sodium, making its effect in suppressing the disappearance of sodium remarkable.
以上のように酸化イツトリウムＹ ｚ Ｏａを、不飽和
蒸気圧形特性をもつ高圧ナトリウムランプ用電極の電子
放射物質とすることにより、ランプ電圧の降下が抑制さ
れ、ランプ寿命が向上し、所期の目的の達成が可能とな
る。As described above, by using yttrium oxide Y z Oa as the electron emitting material for the electrodes of high-pressure sodium lamps, which have unsaturated vapor pressure characteristics, the drop in lamp voltage is suppressed, the lamp life is extended, and the desired period is achieved. It becomes possible to achieve the purpose.
以下、本発明の実施例について説明する。まず本発明に
係る電極の電極構成部材としては、第１図に示すように
、電極８棒１の外周に接して二重コイル２を配設し、更
にその外側に一重コイル３を配設した極く一般的な３６
０ワツトの高圧ナトリウムランプ用の電極構成部材を使
用する（なお、電極の熱容量を小さくするために、電極
８棒１の径を０．８ ｍとした）。Examples of the present invention will be described below. First, as the electrode constituent members of the electrode according to the present invention, as shown in FIG. extremely common 36
An electrode component for a 0 watt high pressure sodium lamp is used (in order to reduce the heat capacity of the electrode, the diameter of the electrode 8 rod 1 was set to 0.8 m).
一方、電子放射物質は市販の純度９９．９９％の酸化イ
ツトリウムの粉末にブチルアルコールと、バインダーと
してニトロセルロースランカーを加えてよ（撹拌して懸
濁液にする。On the other hand, for the electron emitting material, add butyl alcohol and a nitrocellulose lunker as a binder to commercially available 99.99% pure yttrium oxide powder (stir to form a suspension).
次いで、この懸濁液に前記電極構成部材を浸漬して、電
子放射物質４を塗布し乾燥させた後、外側コイル３の表
面の電子放射物質４を除去する。Next, the electrode constituent member is immersed in this suspension, the electron emitting material 4 is applied thereto, and after drying, the electron emitting material 4 on the surface of the outer coil 3 is removed.
その後、水素雰囲気中で約２２００℃の温度で焼成し、
電極を作成した。この焼成工程においては、酸化イツト
リウムＹ２０．の融点は２４２０℃と高いので、電極構
成部材の金属との結着性を良くするため、焼成温度は少
なくとも２０００℃以上とするのが望ましい、なお、こ
の焼成工程には、放電焼成を利用することもできる。After that, it is fired at a temperature of about 2200°C in a hydrogen atmosphere,
Created an electrode. In this firing process, yttrium oxide Y20. Since its melting point is as high as 2420°C, it is desirable to set the firing temperature to at least 2000°C or higher in order to improve the bonding properties with the metal of the electrode component. Note that this firing process uses electrical discharge firing. You can also do that.
第２図は４．上記のようにして作成された電極を組み込
んだ３６０ワツトの高圧ナトリウムランプ用の発光管を
示す。図において、５は内径が８．０龍の多結晶アルミ
ナ製の発光管本体であり、該発光管本体５の両端部には
主電極６ａ、６ｂを具備した導電性の耐熱金属管７ａ、
７ｂを、咳主電極６ａ、５ｂ間の距離が８４鰭となるよ
うに配置し、該耐熱金属管７ａ、７ｂと発光管本体５と
の間の間隙は、シーリングフリ７トにより気密に封止さ
れている。Figure 2 shows 4. Figure 2 shows an arc tube for a 360 watt high pressure sodium lamp incorporating electrodes made as described above. In the figure, reference numeral 5 denotes an arc tube body made of polycrystalline alumina with an inner diameter of 8.0 mm, and a conductive heat-resistant metal tube 7a equipped with main electrodes 6a and 6b at both ends of the arc tube body 5.
7b are arranged so that the distance between the main electrodes 6a and 5b is 84 fins, and the gap between the heat-resistant metal tubes 7a and 7b and the arc tube body 5 is hermetically sealed with a sealing frit 7. has been done.
そして、このような構造の発光管内には、ランプ動作時
に封入されたナトリウム及び水銀が全て蒸発しうる量の
ナトリウム０．０６Ｎ及び水銀５．５ ＊と、始動用補
助ガスとしてキセノン１５０Ｔｏｒｒが封入されており
、いわゆる不飽和蒸気圧形の状態となっている。Inside the arc tube with such a structure, 0.06 N of sodium and 5.5 Torr of mercury are filled in to evaporate all the sodium and mercury sealed during lamp operation, and 150 Torr of xenon is filled as an auxiliary gas for starting. This is a so-called unsaturated vapor pressure state.
このように構成した発光管を外球（図示せず）に収納し
て、４００Ｗ高圧水銀灯用安定器と組み合わせて、入力
電力３６０ Ｗでランプ寿命試験を行った。The arc tube constructed as described above was housed in an outer bulb (not shown), combined with a ballast for a 400 W high-pressure mercury lamp, and a lamp life test was conducted at an input power of 360 W.
その結果、この電子放射物質としてＹ２Ｏ，を塗布・焼
成した電極を装着したランプにおいては、初期のランプ
電圧は平均１３５Ｖであり、３０００時間点灯後点灯−
るランプ電圧は、平均１３０■になり、初期時点からの
ランプ電圧降下幅は５ｖであった。As a result, in a lamp equipped with an electrode coated and fired with Y2O as the electron emitting material, the initial lamp voltage was an average of 135V, and after 3000 hours of lighting, the lamp was turned on.
The average lamp voltage was 130V, and the lamp voltage drop width from the initial point was 5V.
これと対比するために、タングステン酸バリウムカルシ
ウムＢａ ｚｃａ Ｗ Ｏｂを主成分とした従来の電子
放射物質を用いた電極を装着した、同じ構造の不飽和形
高圧ナトリウムランプの寿命試験を行ったところ、初期
のランプ電圧は平均１２５■であり、３０００時間点灯
後点灯−るランプ電圧は平均１０５■で、初期時点から
のランプ電圧降下幅は２０Ｖであった。なお、このラン
プは３０００時間点灯後点灯−てはナトリウムの発光色
が殆ど見られず、水根のみの発光となって水銀灯化して
いた。In order to compare this, we performed a life test on an unsaturated high-pressure sodium lamp with the same structure and equipped with an electrode using a conventional electron-emitting material mainly composed of barium calcium tungstate Bazca W Ob. The initial lamp voltage was 125 µ on average, and the lamp voltage after lighting for 3000 hours was 10 5 µ on average, and the lamp voltage drop width from the initial point was 20 V. It should be noted that after lighting this lamp for 3,000 hours, almost no sodium emission color was observed, and only the water roots emitted light, making it a mercury lamp.
更に、電子放射物質として酸化イツトリウムｙ、ｏ、以
外の希土類酸化物を使用した場合を比較する目的で、酸
化セリウムＣｅＯ，，酸化ネオジムＮｄｚＯｚ及び酸化
サマリウムＳａｇ Ｏｓを電子放射物質として使用した
ランプについて、同様に寿命試験を行ったところ、ラン
プ点灯時間が５００時間以内で全てのランプのランプ電
圧が、２０〜３０Ｖと大幅に降下し、１０００時間以内
でナトリウム発光色が消失した状態となった。Furthermore, for the purpose of comparing cases in which rare earth oxides other than ytrium oxide, y, and o are used as electron emitting materials, lamps using cerium oxide CeO, neodymium oxide NdzOz, and samarium oxide Sag Os as electron emitting materials are shown below. When a similar life test was conducted, the lamp voltage of all the lamps significantly decreased to 20 to 30 V within 500 hours of lamp lighting time, and the sodium emission color disappeared within 1000 hours.
この理由は明確ではないが、上記Ｃｅｎ！は本発明にお
いて用いる酸化イツトリウムＹ、Ｏ，と比較して、融点
は高いが原発性及び仕事関数も高く、またＮｄｚＯｓ及
び５ＬＩｌｚＯｙは酸化イツトリウムＹ２０゜と比較し
て、融点は低く、且つ蒸発性が高く、しかも仕事関数も
高いので、ナトリウムとの反応性がかなり大きいことに
よるものと思われる。The reason for this is not clear, but the above Cen! Compared to yttrium oxide Y, O, used in the present invention, NdzOs and 5LIlzOy have a higher melting point but also higher primary properties and work functions, and NdzOs and 5LIlzOy have lower melting points and less evaporability than yttrium oxide Y20°. This is thought to be due to the fact that the reactivity with sodium is quite high, as the work function is also high.
上記実施例では、発光管中に封入されたナトリウム及び
水銀が点灯動作中には全て蒸発する状態となる不飽和蒸
気圧形のランプに適用する電極について説明したが、先
に述べたように、点灯動作時に８０％以上が蒸発する程
度の量のナトリウムアマルガムが封入されている不飽和
蒸気工形特性をもつ高圧ナトリウムランプにおいても、
電極から放出される遊離酸素によるナトリウム消失が、
ランプ特性に大きな影響を及ぼすものであるから、かか
る不飽和蒸気工形特性をもつ高圧ナトリウムランプの電
極に対しても、本発明は適用できるものであり、同様な
効果が得られるものである。In the above embodiment, the electrodes are applied to an unsaturated vapor pressure type lamp in which the sodium and mercury sealed in the arc tube completely evaporate during lighting operation. Even in high-pressure sodium lamps with unsaturated steam processing characteristics, which contain sodium amalgam in such an amount that more than 80% of the lamp evaporates during lighting operation.
The loss of sodium due to free oxygen released from the electrode is
Since this has a large effect on the lamp characteristics, the present invention can also be applied to the electrodes of high-pressure sodium lamps having such unsaturated steam forming characteristics, and similar effects can be obtained.
なお、上記実施例においては、電極の電子放射物質とし
て、酸化イツトリウムＹ２０．のみを使用した例につい
て説明したが、電子放射物質とナトリウムとの反応によ
るナトリウム消失を権力抑制しつつ電子放射性を更に改
善する目的で、酸化イツトリウムＹ ｔ Ｏｙに微量の
酸化トリウムｒｈｏｔや酸化バリウムＢａｄ、酸化カル
シウムＣａｂ、酸化ストロンチウムＳｒＯ等を加えるこ
とも可能である。In the above embodiment, yttrium oxide Y20. However, in order to further improve electron radioactivity while suppressing the loss of sodium due to the reaction between the electron emitting substance and sodium, a trace amount of thorium oxide rhot or barium oxide Bad was added to yttrium oxide YtOy. , calcium oxide Cab, strontium oxide SrO, etc. can also be added.
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明は
、発光管内部にキセノンガス、水銀と共に微量のナトリ
ウムが封入された不飽和蒸気工形特性を有する高圧ナト
リウムランプにおいて、酸化イツトリウムからなる電子
放射物質を塗布して電極を構成したので、放電の始動を
困難にすることなしに、ナトリウム消失によるランプ電
圧降下を軽減することができ、ランプノｆ命を改善する
ことができる。As described above in detail based on the embodiments, the present invention provides a high-pressure sodium lamp that is made of yttrium oxide and has an unsaturated steam processing characteristic in which a trace amount of sodium is sealed together with xenon gas and mercury inside the arc tube. Since the electrodes are formed by applying an electron-emitting material, the lamp voltage drop due to sodium disappearance can be reduced without making it difficult to start the discharge, and the lamp life can be improved.
また、電子放射物質として用いる酸化イツトリウムは人
体に無害であるので、その取り扱いが容易であり、電子
放射物質を製造する工程が大幅に簡略化され、コストダ
ウンを計ることができるという効果も得られる。Furthermore, since the yttrium oxide used as the electron emitting material is harmless to the human body, it is easy to handle, which greatly simplifies the process of manufacturing the electron emitting material, resulting in cost reduction. .
第１図は、高圧ナトリウムランプ用電極の断面図、第２
図は、高圧ナトリウムランプの発光管の平面図である。
図において、１は電極８棒、２は内側二重コイル、３は
外側コイル、４は電子放射物質、５は発光管、６ａ、６
ｂは電極、？ａ、７ｂは導電性耐熱金属管を示す。Figure 1 is a cross-sectional view of an electrode for a high-pressure sodium lamp;
The figure is a plan view of the arc tube of the high-pressure sodium lamp. In the figure, 1 is an 8-rod electrode, 2 is an inner double coil, 3 is an outer coil, 4 is an electron emitting material, 5 is an arc tube, 6a, 6
b is an electrode, ? a and 7b indicate conductive heat-resistant metal tubes.
Claims (3)
とを特徴とする不飽和蒸気圧形特性をもつ高圧ナトリウ
ムランプ用電極。(1) An electrode for a high-pressure sodium lamp with unsaturated vapor pressure characteristics, characterized by using yttrium oxide as an electron emitting material.
ンプは、点灯動作中に全て蒸発する量のナトリウムアマ
ルガムが発光管中に封入されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の高圧ナトリウムランプ用電極
。(2) The above-mentioned high-pressure sodium lamp having unsaturated vapor pressure characteristics is characterized in that sodium amalgam is sealed in the arc tube in an amount that completely evaporates during lighting operation. Electrodes for high pressure sodium lamps.
ンプは、点灯動作中に完全に蒸発せず封入量の８０％以
上が蒸発する量のナトリウムアマルガムが発光管中に封
入されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の高圧ナトリウムランプ用電極。(3) In the high-pressure sodium lamp with the above-mentioned unsaturated vapor pressure type characteristics, sodium amalgam is sealed in the arc tube in an amount that does not completely evaporate during lighting operation but evaporates more than 80% of the filled amount. An electrode for a high-pressure sodium lamp according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22262985A JPS6282640A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Electrode for high pressure sodium lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22262985A JPS6282640A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Electrode for high pressure sodium lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6282640A true JPS6282640A (en) | 1987-04-16 |
| JPH0527940B2 JPH0527940B2 (en) | 1993-04-22 |
Family
ID=16785444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22262985A Granted JPS6282640A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Electrode for high pressure sodium lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6282640A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010057730A (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Canon Inc | Received data processor for photoacoustic tomography |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP22262985A patent/JPS6282640A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010057730A (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Canon Inc | Received data processor for photoacoustic tomography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527940B2 (en) | 1993-04-22 |
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