JPH0316207Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、化学工業等の特殊な用途に使用され
る高出力の高圧ナトリウムランプに用いられる透
光性アルミナセラミツク発光管に関する。

高分子化学工業においては、光を活性化エネル
ギーとして用いる重合反応が行なわれているが、
この場合膨大な光エネルギーが必要である。この
ため光エネルギーへの変換効率の良い高圧水銀ラ
ンプ、メタルハライドランプが用いられている。
しかし、昨今のようにエネルギー節減が要求され
ている時代においては、前記二種のランプよりも
高効率のランプの開発が切望されている。

このため、すでに道路照明等に用いられている
高圧ナトリウムランプは照明効率が水銀ランプの
２倍以上あり、現存する白色光源としては最も高
い効率を有するため、光重合に高圧ナトリウムラ
ンプを用いることが試みられてきた。

しかしながら、この実用のためにはランプ出力
として、20〜60KWが必要であり、この出力は通
常の照明用高圧ナトリウムランプに比較して、は
るかに大きい。このためそのランプに用いられる
発光管も外径20〜50mm、長さ１〜３ｍの大きさを
必要とし、その外径、長さが大きくなるため実用
化されていない。

水銀ランプ、メタルハライドランプにおいては
発光管として、石英管が用いられており、照明用
の400W程度のランプ用の石英管寸法を石英の加
熱成形性によりそのままスケールアツプした石英
管を用いることによつて、容易に高出力のランプ
を得ることができる。しかし、高圧ナトリウムラ
ンプの発光管材質としては耐熱、耐ナトリウム性
の点から石英を使用することができず、透光性ア
ルミナが唯一の材料であり、直筒状の外径20〜50
mm、長さ１〜３ｍの大型管は製作できるものの、
従来形状をそのままスケールアツプしたものでは
次のような不具合な点が多く使用に耐えなかつ
た。

すなわち、従来の照明用の発光管の構造は第１
図に示すように、外径９mm、長さ110mmの単純な
直管状のアルミナチユーブ１の両端部が同一材質
のキヤツプ２でガラスフリツト３を介して密封さ
れ、そのキヤツプ２の中央部に放電用の電極４が
ガラスフリツト３を介して設けられているもので
ある。

このような照明用の寸法構造のものを、光重合
用ランプとしてこのまま大型ランプ化した場合、
両端部において下記のような難点が生じ、実用に
耐える大型ランプが得られなかつた。

外径が20〜50mmと大きくなつているため、ラ
ンプの点灯時その両端部において急激な温度上
昇が起こり、その熱衝撃により生ずる応力にセ
ラミツク管が耐えられずその端部附近で破壊が
起る。

外径が大きいと、両端の密封のために用いら
れているガラスフリツトのシール面積が大きく
なるため、発光管内部に封入されているナトリ
ウムガスがもれ易く信頼性のあるランプが製造
できない。

ガラスフリツトとアルミナとは熱膨張率が若
干異なるためキヤツプおよび電極のシール作業
時、電極部近傍に熱ひずみが残り、このため熱
応力に対する抵抗性が低下し、特にセラミツク
管の外径が大きくなる程その残留ひずみが大き
くなり発光管が割れ易い。

本考案は上記のような欠点をなくすためになさ
れたもので、発光部とその両端の電極保持部とが
一体的に形成されている透光性アルミナセラミツ
ク管において、電極保持部間の長さを１〜３ｍと
し、各電極保持部の長さを５〜50mmとし、電極保
持部の外径ｄを発光部における中央部分の外径Ｄ
より小さく、かつその比（ｄ／Ｄ）を0.2〜0.5と
してなる。

以下、本考案の詳細を図面により説明する。

第２図に示されるように、高出力高圧ナトリウ
ムランプ用発光管５は、発光部６の管壁とその両
端の放電用の電極保持部７，７′とが、透光性ア
ルミナ材料を以つて継目なしに一体的に形成され
る。この継目なしの形状としては、第２図に示さ
れる発光部６から直線的にテーパーを以つて放電
用の電極保持部７，７′に形成されるものに限ら
れることなく、第３図に示されるように円弧状を
以つて形成されてもよい。電極保持部７，７′間
の距離、すなわち長さＬは１〜３ｍの範囲にあ
る。この範囲は、１ｍ以下では前記説明した照明
用ランプ、すなわち直筒状でも比較的問題が少な
いが、３ｍ以上では、ランプの放電特性の熱損失
が大きく効率が劣化することとセラミツク発光管
の製造設備が過大となるためとによるのである。

電極保持部７，７′の長さｌは５〜50mmの範囲
にある。この範囲は電極の保持および密封を容易
にするためで、50mm以上では電極の長さが過長と
なり経済的ではない。

また、電極保持部７，７′の外径ｄは、発光部
６の中央部の外径Ｄより小さく構成されている。

すなわち、発光部である管中央部は高圧ナトリ
ウムランプの点灯時に最高温度となり、その封入
物質蒸気（主としてナトリウム）と発光管を構成
する透光性アルミナとが反応して、発光効率の減
少およびランプの寿命を短かくする。そのため中
央部の外径は、放電用電極が取付けられる最冷点
近傍の管端部の外径より大きく構成されている。

電極保持部の外径ｄと発光部の中央部の外径Ｄ
の比は0.2〜0.5の範囲に選択される。この比が0.2
以下の場合には電極の径が極端に細くなるため、
大容量の電流を流すには実用的でない。0.5以上
の場合には中央部に比較して径の変化が小さいた
め、前記したとおり、径の大きいことによる欠陥
が生じ本考案の効果が得られない。

電極保持部７，７′には直管状の貫通孔、すな
わち電極保持穴８，８′が設けられ、その電極保
持穴８，８′にガラスフリツト９を介して電極１
０，１０′が設けられる。電極保持穴８，８′の内
径は、ランプ特性によつて定められる電極の所定
の大きさに応じて定められ、普通２〜５mmであ
る。

電極を保持するには、第３図に示されるよう
に、電極保持穴８，８′を有するセラミツクキヤ
ツプ１１を電極支持部７の貫通孔にガラスフリツ
ト９を介して密封し、電極保持穴８，８′に電極
１０をガラスフリツト９を以つて密封することも
できる。電極保持部７，７′の肉厚は、発光部６
の肉厚と同じであつてもよいが、電極の支持強度
を高めるため発光部６のそれより大きくしてもよ
い。

以上の説明から明らかなように、本考案の大出
力高圧ナトリウムランプ用発光管は、発光部であ
る管中央部の外径より電極保持部の外径が小さく
構成されており、ランプ点灯時の熱衝撃による破
壊の防止、両端部からのナトリウムガスのもれを
なくすことができるため、ランプの寿命改善に大
きな効果があり、本考案は産業の発展に寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は照明用の高圧ナトリウムランプ用発光
管の一部断面図、第２図は本考案の高出力高圧ナ
トリウムランプ用発光管の一部切欠正面図、第３
図は本考案の他の実施例の要部断面図である。 １…アルミナチユーブ、２…キヤツプ、３…ガ
ラスフリツト、４…電極、５…高出力高圧ナトリ
ウムランプ用発光管、６…発光部、７，７′…電
極保持部、８，８′…電極保持穴、９…ガラスフ
リツト、１０，１０′…電極、１１…セラミツク
キヤツプ、Ｌ…電極保持部間の長さ、ｌ…電極保
持部の長さ、Ｄ…発光部の外径、ｄ…電極保持部
の外径。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光部とその両端の電極保持部とが一体的に形
   成されている透光性アルミナセラミツク管におい
   て、電極保持部間の長さを１〜３ｍとし、各電極
   保持部の長さを５〜50mmとし、電極保持部の外径
   ｄを発光部における中央部分の外径Ｄより小さ
   く、かつその比（ｄ／Ｄ）を0.2〜0.5としたこと
   を特徴とする高出力高圧ナトリウムランプ用発光
   管。