JPH0119227B2 - - Google Patents
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- JPH0119227B2 JPH0119227B2 JP55091547A JP9154780A JPH0119227B2 JP H0119227 B2 JPH0119227 B2 JP H0119227B2 JP 55091547 A JP55091547 A JP 55091547A JP 9154780 A JP9154780 A JP 9154780A JP H0119227 B2 JPH0119227 B2 JP H0119227B2
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- Japan
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- electrodes
- halide
- scandium
- nai
- sci
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
- H01J61/20—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent mercury vapour
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- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
この発明はハロゲン化スカンジウムおよびハロ
ゲン化ナトリウムを封入しかつ電極間距離が50mm
以下であるところのメタルハライドランプに関す
る。 メタルハライドランプのなかでハロゲン化スカ
ンジウム（ScI3など）およびハロゲン化ナトリウ
ム（NaIなど）を主発光金属として封入したもの
は、高効率でありしかも高演色性のランプとして
知られている。 このような封入物系でさらに高効率を得ようと
すると問題になるのは発光管の内壁面に付着する
未蒸発成分による光吸収が大きいことである。す
なわちこのような封入物は通常、蒸気圧を高める
ためにその蒸発に必要な量よりも過剰に封入する
ものである。しかしながらこの過剰な未蒸発分は
定常点灯中に最冷部に凝縮する傾向にある。 通常ハロゲン化スカンジウムとハロゲン化ナト
リウムはスカンジウム・ナトリウムハロゲン化物
（Sc・NaI4）のごとき複合化合物を形成すること
は知られており、これらハロゲン化スカンジウム
とハロゲン化ナトリウムの封入モル比が１に近づ
くと複合化合物の量が多くなる。そしてこの複合
化合物の量が多いと蒸気圧が上昇し、よつて発光
性能の点で複合化合物が多い程有利といえる。 しかしながら複合化合物の量が多くなると蒸気
圧が上昇し、対流作用を誘発して未蒸発分の移動
を生じ易くする。この未蒸発分は前述した通り最
冷部に集り易い傾向にある。そして長尺な発光管
の場合にはランプ定常点灯中において最冷部は管
端部分に発生されることが知られているが、電極
間距離が50mm以下の短いランプでは最冷部が管の
中央部に形成されるものである。したがつてこの
種小形ランプでは、特に垂直点灯すると発光管の
中央部に前記未蒸発分が集まり、管内面を覆つて
しまう結果、可視光を吸収してしまつて効率の低
下を招く不具合がある。 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、電極間距離が50
mm以下のこの種ランプにおいて未蒸発分の発光管
中央部への凝縮を防止して効率の向上を可能にし
たメタルハライドランプを提供しようとするもの
である。 以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明
する。 第１図はメタルハライドランプの発光管を示
し、１は石英ガラスからなるバルブである。バル
ブ１の両端には圧潰封止部２ａ，２ｂが形成さ
れ、これら封止部２ａ，２ｂにはモリブテンなど
の高融点金属箔３ａ，３ｂが封止されている。各
金属箔３ａ，３ｂには電極４ａ，４ｂが接続され
ている。電極４ａ，４ｂは電極軸５に電極コイル
６を巻装したもので、バルブ１内において互に対
向されている。なお７ａ，７ｂは外部導線であ
る。上記電極４ａ，４ｂ間の距離Ｌは50mm以下で
あつて、比較的小形のランプである。 バルブ１内には緩衝金属としての水銀と、発光
金属として少なくともスカンジウムハロゲン化
物、たとえばScI3、ナトリウムハロゲン化物、た
とえばNaI、および始動用希ガスが封入されてい
る。スカンジウムハロゲン化物は１c.c.当り1.56×
10-7モル以上封入されており、スカンジウムハロ
ゲン化物とナトリウムハロゲン化物との封入量の
モル比は２：１〜１：21の割合となつている。 そしてバルブ１の最大内径をＤとし、電極４
ａ，４ｂの最大外径先端部とこの位置における両
電極間を結ぶ線に直交する方向の管壁との距離
ｌ、すなわち図示では電極最大外径先端部からバ
ルブ壁に向かう水平最短距離ｌとしたとき、 2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8 の範囲に規制されている。 上記各数値の規制理由は本発明者らの実験にも
とづくものであり、以下実験について説明する。 まず内径20mm電極間距離40mmの400W形発光管
において電極４ａ，４ｂの放電空間側に向かう突
出長ｈは10mmとし、この発光管内に水銀60mg、
ScI315mg（3.51×10-5モル）、NaI5mg（3.3×10-5
モル）およびアルゴンガスを20torr封入した。こ
のものはScI3が発光管内に１c.c.当り約1.84×10-6
モル封入されているものであり、ScI3とNaIとの
封入モル比は約１：１である。 上記ランプにおいて内径Ｄ＝20mm一定として電
極の最大径部先端と管壁との最短距離ｌを種々変
えて垂直点灯させた場合の発光効率および未蒸発
物質の付着状況を調べると下表の結果が得られ
た。
ゲン化ナトリウムを封入しかつ電極間距離が50mm
以下であるところのメタルハライドランプに関す
る。 メタルハライドランプのなかでハロゲン化スカ
ンジウム（ScI3など）およびハロゲン化ナトリウ
ム（NaIなど）を主発光金属として封入したもの
は、高効率でありしかも高演色性のランプとして
知られている。 このような封入物系でさらに高効率を得ようと
すると問題になるのは発光管の内壁面に付着する
未蒸発成分による光吸収が大きいことである。す
なわちこのような封入物は通常、蒸気圧を高める
ためにその蒸発に必要な量よりも過剰に封入する
ものである。しかしながらこの過剰な未蒸発分は
定常点灯中に最冷部に凝縮する傾向にある。 通常ハロゲン化スカンジウムとハロゲン化ナト
リウムはスカンジウム・ナトリウムハロゲン化物
（Sc・NaI4）のごとき複合化合物を形成すること
は知られており、これらハロゲン化スカンジウム
とハロゲン化ナトリウムの封入モル比が１に近づ
くと複合化合物の量が多くなる。そしてこの複合
化合物の量が多いと蒸気圧が上昇し、よつて発光
性能の点で複合化合物が多い程有利といえる。 しかしながら複合化合物の量が多くなると蒸気
圧が上昇し、対流作用を誘発して未蒸発分の移動
を生じ易くする。この未蒸発分は前述した通り最
冷部に集り易い傾向にある。そして長尺な発光管
の場合にはランプ定常点灯中において最冷部は管
端部分に発生されることが知られているが、電極
間距離が50mm以下の短いランプでは最冷部が管の
中央部に形成されるものである。したがつてこの
種小形ランプでは、特に垂直点灯すると発光管の
中央部に前記未蒸発分が集まり、管内面を覆つて
しまう結果、可視光を吸収してしまつて効率の低
下を招く不具合がある。 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、電極間距離が50
mm以下のこの種ランプにおいて未蒸発分の発光管
中央部への凝縮を防止して効率の向上を可能にし
たメタルハライドランプを提供しようとするもの
である。 以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明
する。 第１図はメタルハライドランプの発光管を示
し、１は石英ガラスからなるバルブである。バル
ブ１の両端には圧潰封止部２ａ，２ｂが形成さ
れ、これら封止部２ａ，２ｂにはモリブテンなど
の高融点金属箔３ａ，３ｂが封止されている。各
金属箔３ａ，３ｂには電極４ａ，４ｂが接続され
ている。電極４ａ，４ｂは電極軸５に電極コイル
６を巻装したもので、バルブ１内において互に対
向されている。なお７ａ，７ｂは外部導線であ
る。上記電極４ａ，４ｂ間の距離Ｌは50mm以下で
あつて、比較的小形のランプである。 バルブ１内には緩衝金属としての水銀と、発光
金属として少なくともスカンジウムハロゲン化
物、たとえばScI3、ナトリウムハロゲン化物、た
とえばNaI、および始動用希ガスが封入されてい
る。スカンジウムハロゲン化物は１c.c.当り1.56×
10-7モル以上封入されており、スカンジウムハロ
ゲン化物とナトリウムハロゲン化物との封入量の
モル比は２：１〜１：21の割合となつている。 そしてバルブ１の最大内径をＤとし、電極４
ａ，４ｂの最大外径先端部とこの位置における両
電極間を結ぶ線に直交する方向の管壁との距離
ｌ、すなわち図示では電極最大外径先端部からバ
ルブ壁に向かう水平最短距離ｌとしたとき、 2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8 の範囲に規制されている。 上記各数値の規制理由は本発明者らの実験にも
とづくものであり、以下実験について説明する。 まず内径20mm電極間距離40mmの400W形発光管
において電極４ａ，４ｂの放電空間側に向かう突
出長ｈは10mmとし、この発光管内に水銀60mg、
ScI315mg（3.51×10-5モル）、NaI5mg（3.3×10-5
モル）およびアルゴンガスを20torr封入した。こ
のものはScI3が発光管内に１c.c.当り約1.84×10-6
モル封入されているものであり、ScI3とNaIとの
封入モル比は約１：１である。 上記ランプにおいて内径Ｄ＝20mm一定として電
極の最大径部先端と管壁との最短距離ｌを種々変
えて垂直点灯させた場合の発光効率および未蒸発
物質の付着状況を調べると下表の結果が得られ
た。
【表】
上記表の結果をグラフに直すと第２図の特性図
において線ａのごとくなる。 上記表および第２図のａから判る通り、Ｄ／ｌ
の値が大きくなる程未蒸発分の付着は次第に管壁
全体に広がつてくる。Ｄ／ｌの値が大きくなるこ
とは、ｌの値が小さくなることであるから管端部
が電極の熱によつて加熱される結果、最冷部が管
壁部から次第に管中央部分に生じることを示して
いる。 Ｄ／ｌ値が大きくなることは最冷部の温度値が
相対的に上昇するものであり、このため、スカン
ジウム・ナトリウム沃化物（Sc・Na・I4）のご
とき複合化合物が多量に生成され、よつてこの蒸
気圧が上昇するのでアーク中における発光効率は
良好になる。しかしながらランプNo.(リ)や（ヌ）か
ら判るように、管壁全体に未蒸発分が付着して可
視光を吸収するため、この可視光吸収分がアーク
中における発光特性の向上を上回ることから、発
光管全体としての発光効率が低くなるものであ
る。 またランプ(イ)および(ロ)のものは、未蒸発分によ
る光吸収は生じないが、最冷部温度が低すぎてス
カンジウム単独およびナトリウム単独の発光が充
分に得られず、このために発光管全体の発光効率
が低くなる。 したがつて上記実施例のランプではＤ／ｌが
2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8の範囲であれば発光効率におい
て良い特性を得ることが判る。 上記実験はScI3とNaIとのモル比が１：１の場
合であり、このものはSc・Na・I4の複合化合物
を最つともつくり易い条件のもとで構成されたも
のである。 そこで本発明者らは、ScI3とNaIとのモル比を
種々変化させて上記実施例に使用されたと同様の
400W形メタルハライドランプについて調べてみ
た。 この結果を第２図において線ｂ〜ｅに示す。各
線において ｂは ScI3：NaI＝３：１（モル比） ｃは ScI3：NaI＝２：１ ｄは ScI3：NaI＝１：21 ｅは ScI3：NaI＝１：30 をそれぞれ示す。 この第２図から、ScI3：NaIがモル比で２：１
〜１：21の範囲で発光効率が良好となることが認
められる。すなわち、ScI3：NaIがモル比で１に
近づくと複合化合物の生成量が多くなることであ
り、よつて複合化合物の発光に寄与する割合がき
わめて大きくなることが理解できる。したがつ
て、線ｂやｅのごときモル比の場合は、ScI3また
はNaIのいずれか一方が他方に比べて少ないので
Sc・Na・I4の形態となる複合化合物の量が少な
いため、発光効率の絶対値が小さい。発光効率は
85lｍ／Ｗ以上であれば所期の目的を達成できる
ものであり、ScI3：NaIのモル比は２：１〜１：
21の範囲に求められなければならない。 そしてScI3：NaIのモル比が２：１〜１：21の
範囲であつても、Ｄ／ｌ値が2.9未満および3.8を
超えると、前述した実験の理由から発光効率の低
下を招き、実質的に85lｍ／Ｗ以下になつてしま
うため、2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8を必要とする。 したがつて複合化合物として寄与するScI3：
NaI＝２：１〜１：21の範囲では、Ｄ／ｌの値を 2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8 に規制することにより、充分な発光効率が得られ
ることになり、その下限は充分なスカンジウムお
よびナトリウムの発光を得る条件となり、また上
限は未蒸発分の光吸収を抑止するための条件とな
る。 なおスカンジウムハロゲン化物の封入量は発光
管１c.c.当り1.56×10-7モル以上を必要とするもの
であり、この値は高効率、高演色性を目的として
スカンジウムを封入しようとする場合、本来的に
この量以上を封入しなければその目的を達成でき
ない値である。 上記実施例ではスカンジウムおよびナトリウム
を沃化物の形態で封入したものについて説明した
が、この発明は沃化物には限らず、臭化物、塩化
物、ふつ化物などのごとき他のハロゲン化物であ
つても同様であることが確認されている。 また、上記実施例では発光管が、軸方向に沿つ
て内径を変化しないストレート形状の発光管とし
たが、発光管は中央部が脹らんだ、すなわち両電
極を結ぶ線に沿う断面形状が惰円形状などであつ
てもよく、したがつて最大内径は両電極を結ぶ線
と直交する方向の径で最大径の部分をいう。 以上詳述したように本発明によれば、ハロゲン
化スカンジウムとハロゲン化ナトリウムの封入量
比がモル比で２：１〜１：21の場合にＤ／ｌを
2.9〜3.8の範囲に構成したので、電極間距離が50
mm以下の小形のランプであつても、未蒸発分が発
光管の中央部管壁に付着することがなくなるとと
もにスカンジウムおよびナトリウムの発光を充分
に促すから、発光効率が従来に比べて一層向上す
ることになる。
において線ａのごとくなる。 上記表および第２図のａから判る通り、Ｄ／ｌ
の値が大きくなる程未蒸発分の付着は次第に管壁
全体に広がつてくる。Ｄ／ｌの値が大きくなるこ
とは、ｌの値が小さくなることであるから管端部
が電極の熱によつて加熱される結果、最冷部が管
壁部から次第に管中央部分に生じることを示して
いる。 Ｄ／ｌ値が大きくなることは最冷部の温度値が
相対的に上昇するものであり、このため、スカン
ジウム・ナトリウム沃化物（Sc・Na・I4）のご
とき複合化合物が多量に生成され、よつてこの蒸
気圧が上昇するのでアーク中における発光効率は
良好になる。しかしながらランプNo.(リ)や（ヌ）か
ら判るように、管壁全体に未蒸発分が付着して可
視光を吸収するため、この可視光吸収分がアーク
中における発光特性の向上を上回ることから、発
光管全体としての発光効率が低くなるものであ
る。 またランプ(イ)および(ロ)のものは、未蒸発分によ
る光吸収は生じないが、最冷部温度が低すぎてス
カンジウム単独およびナトリウム単独の発光が充
分に得られず、このために発光管全体の発光効率
が低くなる。 したがつて上記実施例のランプではＤ／ｌが
2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8の範囲であれば発光効率におい
て良い特性を得ることが判る。 上記実験はScI3とNaIとのモル比が１：１の場
合であり、このものはSc・Na・I4の複合化合物
を最つともつくり易い条件のもとで構成されたも
のである。 そこで本発明者らは、ScI3とNaIとのモル比を
種々変化させて上記実施例に使用されたと同様の
400W形メタルハライドランプについて調べてみ
た。 この結果を第２図において線ｂ〜ｅに示す。各
線において ｂは ScI3：NaI＝３：１（モル比） ｃは ScI3：NaI＝２：１ ｄは ScI3：NaI＝１：21 ｅは ScI3：NaI＝１：30 をそれぞれ示す。 この第２図から、ScI3：NaIがモル比で２：１
〜１：21の範囲で発光効率が良好となることが認
められる。すなわち、ScI3：NaIがモル比で１に
近づくと複合化合物の生成量が多くなることであ
り、よつて複合化合物の発光に寄与する割合がき
わめて大きくなることが理解できる。したがつ
て、線ｂやｅのごときモル比の場合は、ScI3また
はNaIのいずれか一方が他方に比べて少ないので
Sc・Na・I4の形態となる複合化合物の量が少な
いため、発光効率の絶対値が小さい。発光効率は
85lｍ／Ｗ以上であれば所期の目的を達成できる
ものであり、ScI3：NaIのモル比は２：１〜１：
21の範囲に求められなければならない。 そしてScI3：NaIのモル比が２：１〜１：21の
範囲であつても、Ｄ／ｌ値が2.9未満および3.8を
超えると、前述した実験の理由から発光効率の低
下を招き、実質的に85lｍ／Ｗ以下になつてしま
うため、2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8を必要とする。 したがつて複合化合物として寄与するScI3：
NaI＝２：１〜１：21の範囲では、Ｄ／ｌの値を 2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8 に規制することにより、充分な発光効率が得られ
ることになり、その下限は充分なスカンジウムお
よびナトリウムの発光を得る条件となり、また上
限は未蒸発分の光吸収を抑止するための条件とな
る。 なおスカンジウムハロゲン化物の封入量は発光
管１c.c.当り1.56×10-7モル以上を必要とするもの
であり、この値は高効率、高演色性を目的として
スカンジウムを封入しようとする場合、本来的に
この量以上を封入しなければその目的を達成でき
ない値である。 上記実施例ではスカンジウムおよびナトリウム
を沃化物の形態で封入したものについて説明した
が、この発明は沃化物には限らず、臭化物、塩化
物、ふつ化物などのごとき他のハロゲン化物であ
つても同様であることが確認されている。 また、上記実施例では発光管が、軸方向に沿つ
て内径を変化しないストレート形状の発光管とし
たが、発光管は中央部が脹らんだ、すなわち両電
極を結ぶ線に沿う断面形状が惰円形状などであつ
てもよく、したがつて最大内径は両電極を結ぶ線
と直交する方向の径で最大径の部分をいう。 以上詳述したように本発明によれば、ハロゲン
化スカンジウムとハロゲン化ナトリウムの封入量
比がモル比で２：１〜１：21の場合にＤ／ｌを
2.9〜3.8の範囲に構成したので、電極間距離が50
mm以下の小形のランプであつても、未蒸発分が発
光管の中央部管壁に付着することがなくなるとと
もにスカンジウムおよびナトリウムの発光を充分
に促すから、発光効率が従来に比べて一層向上す
ることになる。
第１図は本発明の一実施例に係るメタルハライ
ドランプの発光管を示す正面図、第２図はモル比
が種々の場合におけるＤ／ｌと発光効率との関係
を示す特性図である。 １……発光管バルブ、４ａ，４ｂ……電極。
ドランプの発光管を示す正面図、第２図はモル比
が種々の場合におけるＤ／ｌと発光効率との関係
を示す特性図である。 １……発光管バルブ、４ａ，４ｂ……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両端に電極を封装した発光管内に、緩衝金属
と、始動ガスと、少なくともハロゲン化スカンジ
ウムおよびハロゲン化ナトリウムを封入し、電極
間距離が50mm以下であるメタルハライドランプに
おいて、 上記ハロゲン化スカンジウムとハロゲン化ナト
リウムの封入量比がモル比で２：１〜１：21の場
合に、発光管の最大内径Ｄと、電極最大外径先端
部とこの位置における両電極間を結ぶ線に直交す
る方向の管壁との距離ｌとの比Ｄ／ｌを、 2.9≦Ｄ／ｌ≦3.8 としたことを特徴とするメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154780A JPS5717552A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154780A JPS5717552A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Metal halide lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5717552A JPS5717552A (en) | 1982-01-29 |
| JPH0119227B2 true JPH0119227B2 (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=14029505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154780A Granted JPS5717552A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5717552A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709184A (en) * | 1984-08-20 | 1987-11-24 | Gte Products Corporation | Low wattage metal halide lamp |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH504819A (de) * | 1970-07-10 | 1971-03-15 | Ibm | Abtasteinrichtung |
| JPS55119338A (en) * | 1979-03-06 | 1980-09-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Metal halide lamp |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP9154780A patent/JPS5717552A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5717552A (en) | 1982-01-29 |
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