JPH0145178B2 - - Google Patents

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JPH0145178B2
JPH0145178B2 JP55003915A JP391580A JPH0145178B2 JP H0145178 B2 JPH0145178 B2 JP H0145178B2 JP 55003915 A JP55003915 A JP 55003915A JP 391580 A JP391580 A JP 391580A JP H0145178 B2 JPH0145178 B2 JP H0145178B2
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JP
Japan
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sodium
tube
arc tube
lamp
pressure
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Expired
Application number
JP55003915A
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English (en)
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JPS56102055A (en
Inventor
Katsuya Ootani
Ryo Suzuki
Keiji Watabe
Masahiro Dobashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US06/193,018 priority patent/US4418300A/en
Priority to NLAANVRAGE8005530,A priority patent/NL189984B/xx
Priority to DE3038993A priority patent/DE3038993C2/de
Priority to GB8033341A priority patent/GB2067826B/en
Publication of JPS56102055A publication Critical patent/JPS56102055A/ja
Publication of JPH0145178B2 publication Critical patent/JPH0145178B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/16Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent

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  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は高圧ナトリウムランプのような金属
蒸気放電灯に関する。 以下この発明を高圧ナトリウムランプを例にと
つて説明する。 高圧ナトリウムランプは第1図に示すように耐
熱金属製の電気導入体3およびこの電気導入体3
に固着された電極6をアルミナセラミツク等より
なるキヤツプ2にガラスフリツト5により装着
し、これをアルミナセラミツク等の発光管体1の
両端にそれぞれガラスフリツト4により封着し、
内部にナトリウム、水銀および始動用ガスとして
数10トールのキセノン(Xe)等の希ガスを封入
してなるのが一般的である。なお第1図で符号に
ダツシユの付したものはダツシユのない同一符号
と同様部品である。また始動電圧を低下させるた
め第2図に示すように始動補助体12を発光管体
1に付設しているものも知られている。ここで第
2図は始動補助体付きランプのマウント図であ
り、アルミナセラミツク等よりなる発光管体1の
両端にある耐熱金属製電気導入体3,3′にそれ
ぞれ入力端子である金属製枠線7,8を金属製導
線13,14を介して固着接続し、発光管体1の
外周に耐熱金属製導線からなる始動補助体12を
巻回し、その両端をガラスビーズ9,10により
電気的に絶縁して保持し、始動時のみバイメタル
11により何れか一方の入力端子(第2図では入
力端子7)と電気的に接続し、始動時における異
極間の距離を短くすることにより始動電圧を大巾
に下げ始動を容易にしている。 さらに近年演色性を改善するため、発光管体1
の端部に第2図のような耐熱金属製ベルト18を
巻きつけ、発光管体1の端部にある最冷部の温度
を高めたものが提案されている。上記の様な金属
製ベルト18は発光管1の最冷端部を保温し、発
光管1内のナトリウムの蒸気圧を上げて、ナトリ
ウムの共鳴吸収を増加させ、発光スペクトルを可
視域全体に広げて演色性を高める役割を果す。こ
の様な保温効果は、ランプの電気的特性にはラン
プ電圧としてあらわれる。第3図は金属製ベルト
18の巾と、電位傾度E(V/cm)の関係を示し
たものであり、ランプ電力、ナトリウムモル比は
一定である。電位傾度はランプ電圧をアーク長
(電極間距離)で割つたものであり、アーク長が
異なる場合等の因子として便利である。金属製ベ
ルト18をつけない場合(巾=0)12V/cmであ
つたものが、巾を5m/mにすると約18V/cm程
度まで電位傾度を高め得ることが分る。第4図は
キセノン(Xe)圧力20Torr、ナトリウムモル比
0.74の場合の高圧ナトリウムランプの電位傾度E
(V/cm)と平均演色評価数Raを示したものであ
る。電位傾度Eを増大するとRaも増大し、管径
を増大してもRaは増大する。しかしながら後者
の管径については太い管径の多結晶アルミナ管
等、発光管材は高価であり余り一般的ではない。
従つて管径は10φ程度までを使用するのが一般的
である。 高圧ナトリウムランプの演色性はRa=40〜70
好ましくはRa=50〜60が良い。Raが40以下であ
ると、屋内照明用光源として不向きとなり、Ra
が70以上になると効率が大巾に下がるためであ
る。従つて第4図で管径も8φとしてRa40を得よ
うとすると、電位傾度Eは21V/cmとなるがこの
時、最冷部と近接する封着部Aの温度は第4図か
ら分るように770℃程度になる。演色性の好まし
いRa=60を得ようとすると、封着部温度は800℃
以上となつてしまう。第5図は封着ガラスをナト
リウムとともに容器に入れ、各処理温度で一定時
間置いた後の封着ガラス中のナトリウムの拡散層
の厚さを処理温度を変数としてプロツトしたもの
である。(三菱電機技報、Vol47、No.11、1973、
P1177参照) 第5図から750℃以上になると、ナトリウムが
封着ガラス中に反応した形で拡散して行くことが
分る。第5図の封着ガラスの処理温度は、第4図
の封着部Aの温度と同等と考えることができるの
で、第4図の封着部温度は750℃以下であること
が要求される。すなわち封着部温度が750℃以上
になると、ナトリウムが封着ガラスと反応して、
封着ガラスの脆化を招き易くなり、従つてランプ
の寿命も短かくなつてしまう。平均演色評価数
Raは電位傾度Eや、管径の他にナトリウムのモ
ル比にも関係するが、第4図の封着部Aの温度と
Raの関係は大巾には変らないと考えられる。す
なわち第4図から750℃以下で、Ra=60を得よう
とすれば、価格の高い12φ等管径の大きな発光管
を使わざるを得ない。 この発明者らは発光管の内径が小さく、封着部
の温度が所定値以下即ち長寿命で、かつ演色性の
よい金属蒸気放電灯を得るため種々検討を重ねた
結果、発光管に保温体を設け、キセリンを含む希
ガスの圧力を増加することでその目的を達成でき
ることを知見した。第6図は電位傾度15V/cm、
管内径8.0φ、ナトリウムモル比0.67として、キセ
ノン(Xe)圧力を変えた時のRaの変化を示した
ものである。ここで電位傾度は管入力を変化させ
て得たものであり端部には保温体を有していな
い。この第6図からキセノン(Xe)圧力を増加
すると、Raも増大することが分る。これはキセ
ノン(Xe)原子がアーク又はアークを取り囲む
蒸気層で、ナトリウム原子又は分子の共鳴吸収の
確率に何らかの影響を与えていることである。 この発明は上記のようなキセノン(Xe)圧力
のRaに対する効果に着目してなされたものであ
る。 即ちこの発明の金属蒸気放電灯は外管内に少な
くとも多結晶アルミナ等、酸化物結晶体製で内径
が5m/m〜12m/mの発光管を含みこの発光管
外周に始動補助体を備え、かつ上記発光管の少な
くとも一端に端部を保温するための15mm以下の幅
をもつ金属製の保温体を有し、さらに上記発光管
の内部に少なくともナトリウムとともに、キセノ
ンを含む希ガスを100Torr以上封入したものであ
る。 この発明において、保温体は発光管の電位傾度
を上げて、演色性を向上させるとともに発光効率
を向上させるものであり、金属製ベルトを用い、
その幅aは0<a≦15m/mである。a>15m/
mでは封書部の温度が800℃以上となり、寿命を
著しく損う。またこの発明の金属蒸気放電灯は
Xeの封入圧力を100Torrと高めたいるため始動
電圧が上昇するので始動補助体でその上昇を防い
でいる。 第4図の点線は管往をパラメータとし、キセノ
ン(Xe)を300Torr封入したときの電位傾度E
と平均演色性評価数Raの関係の測定結果を示す。
この図からキセノン(Xe)圧力を300Torrとす
れば、発光管11の管径を8φとしたままで、封
着部温度の臨界値750℃でRa=60を達成すること
ができる。管径を更に大きくすればRaは同一の
封着部温度では更に高くなるのはキセノン(Xe)
圧力が低い場合と同様である。キセノン圧力は
100Torr以上ならよいことは第6図からわかる。
即ちRaのばらつきは±3程度であるが、通常の
20Torrのキセノン圧力におけるRaに対しこのば
らつきを越えてその演色性改善効果が得られるの
はキセノン圧力100Torr以上の場合である。さら
にはこの100Torrの時のばらつきを考慮するとキ
セノン圧力は200Torr以上で確実に効果が得られ
る。また500Torr以上の圧力とすると始動電圧が
上がりすぎる。つまり200Torrから500Torrのキ
セノン圧力が好ましい。 〔例〕 第2図の様なランプ構造を有し、つ外管内にバ
イメタル始動器を備えかつ発光管1の内径8.0φ電
極間距離7.9cm封入ナトリウムアマルガム比0.81
キセノン(Xe)封入圧力350Torrのランプを試
作したところ、下記の様な特性が得られた。
【表】
【表】 上述した様にこの発明は発光管1端部に金属製
ベルト18を取り付け、発光管1外周に始動補助
体を備えた高圧ナトリウムランプにおいて発光管
1内部に封入されるキセノン(Xe)ガスの圧力
を高めて、高演色化を図るものであり、ランプが
安価に製造可能等の利点があるが、発光管1内に
封入される希ガスはキセノン(Xe)のみの場合
に限らずキセノン(Xe)と何種類かの他の希ガ
スとの混合ガスでも良く、同様の効果をもたら
す。 又、発光管の管径は本文の説明には8.0φを用い
たが管内径が5m/mから12m/mであれば同様
の効果が得られる。管内径の小さいものは、特に
小電力の高圧ナトリウムランプで応用可能であろ
う。12φを越える管内径では発光管が高価となる
こと、又、第4図から明らかなように管内径が小
さいと演色性が充分得られないので、5φ以上に
する必要がある。第7図はこの説明のため、第4
図のデータからRa=40を与える時の電位傾度E
と、管内径を再プロツトし、直線を得たものであ
り、5φ未満ではRa=40にするための電位傾度を
18V/cm以上にする必要があり、第4図の封着部
温度から限界値750℃を越えてしまうことが分る。
従つて管内径は5φ〜12φにする必要がある。又こ
の発明の説明には高圧ナトリウムランプを用いた
が、ナトリウムを封入し発光管が多結晶アルミナ
等、酸化物結晶体であれば、メタルハライドラン
プ等他の金属蒸気放電灯にも応用できることは言
うまでもない。 上記保温体は発光管の片端でもかまわない。封
入物がナトリウム−水銀アマルガムの場合、ナト
リウムのアマルガムモル比ρは0.1≦ρ≦1.0が良
い。これはρ<0.1の時はナトリウムの比率が低
くなるためナトリウムロスによるランプ電圧変化
が大きくなり、立ち消えの原因となるためであ
る。電位傾度Eは管径と管壁負荷の関係から決め
られる。管壁負荷ωLは ωL=WL/πDla(W/cm2) ……(1) WL:管電力 D:管径 la:電極間距離、で
あり、ωLは多結晶アルミナの場合20W/cm2以下
で使用することが望ましい。よつて電位傾度Eは E=VL/la(V/cm) ……(2) VL:ランプ電圧 であるから E≦20πDVL/WL ……(3) となる。 D=0.8cmφ VL=130V WL=360の場合 E≦18.15となる。(3)式が電位傾度Eの上
限である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は高圧ナトリウムランプの発光
管と発光管をマウントした構成を示す正面図、第
3図はベルトの巾と電位傾度との関係を示す図、
第4図は電位傾度又は封着部温度と平均演色評価
数Raとの関係を示す図、第5図は封着ガラスの
処理温度と、ナトリウムの拡散層の厚さの関係を
示す図、第6図はキセノン(Xe)圧力の平均演
色評価数Raに対する効果を示す図、第7図は第
4図のデータからRa=40を与える時の電位傾度
と、管内径を再プロツトし、直線を得た図であ
る。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示
し、1は発光管、2はキヤツプ、3は電気導入
体、6は電極、7,8は金属製枠線、11はバイ
メタル、12は始動補体、18は金属製ベルトで
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 外管内に少なくとも多結晶アルミナ等、酸化
    物結晶体製で内径が5m/m〜12m/mの発光管
    を含みこの発光管外周に始動補助体を備え、かつ
    上記発光管の少なくとも一端に端部を保温するた
    めの15m/m以下の幅をもつ金属製の保温体を有
    し、上記発光管内部にナトリウムとともに水銀を
    含みこのナトリウムのアマルガム比が0.1〜1.0で
    あり、かつ封入されるキセノンを含む希ガスの圧
    力が200〜500Torrであり、点灯される時のラン
    プの平均電位傾度Eが E≦20πDVL/WL(V/cm) ただし、D:管内径(cm)、VL:ランプ電圧 WL:ランプ電力 であることを特徴とする金属蒸気放電灯。
JP391580A 1980-01-17 1980-01-17 Metal vapor discharge lamp Granted JPS56102055A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP391580A JPS56102055A (en) 1980-01-17 1980-01-17 Metal vapor discharge lamp
US06/193,018 US4418300A (en) 1980-01-17 1980-10-02 Metal vapor discharge lamp with heat insulator and starting aid
NLAANVRAGE8005530,A NL189984B (nl) 1980-01-17 1980-10-07 Metaaldampontladingslamp.
DE3038993A DE3038993C2 (de) 1980-01-17 1980-10-15 Metalldampfentladungslampe
GB8033341A GB2067826B (en) 1980-01-17 1980-10-16 Metal vapour discharge lamp

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JP391580A JPS56102055A (en) 1980-01-17 1980-01-17 Metal vapor discharge lamp

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51121985A (en) * 1975-04-16 1976-10-25 Iwasaki Electric Co Ltd High pressure sodium lamp

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