JPH03280348A - セラミック放電灯 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、高周波で点灯されるセラミック放電灯に関す
る。

（従来の技術） 高圧ナトリウムランプの発光管は、透光性アルミナなど
からなるセラミックス製チューブの両端をセラミックス
などからなる閉塞体で開封し、これら閉塞体に電極を封
装するとともに、内部に発光物質としてのナトリウム、
緩衝ガス用金属として水銀および始動用希ガスを封入し
て構成しである。このような高圧ナトリウムランプは、
放電灯の中でも発光効率が最も高いので省エネルギーに
適したランプとして注口されている。

このようなランプは通常、５０あるいは６０Ｈｚの商用
電源で点灯されるが、放射効率の向上、安定’ＩＡ損失
の軽減および軽量化等を０指して九周波魚釣する場合が
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、高圧ナトリウムランプを高周波点灯した
場合、音響的共鳴現象と呼ばれるアークの不安定、つま
りちらつき現象を生じることがある。

この音響的共鳴現象は、発光管内においてナトリウム−
水銀蒸気の音圧分布と発光管の形状によって定まる定在
波が発生された場合に発生する。

すなわち、高圧ナトリウムランプに高周波を印加すると
、バルブ内でナトリウム−水銀蒸気にプラズマから周波
数の２倍の波が与えられる。この周波数が発光管の形状
によって定まる特定周波数に一致した場合に、バルブ内
で音波の正反射が生じ、これが共鳴現象を発生させるも
のである。

このような音響的共鳴現象の発生を防止する手段として
、点灯方式を嚢えたり、発光管内で定在波を生じさせな
いようにランプ構造を嚢える等の提案がなされている。

点灯方式を変える手段は、ランプを定在波を発生させな
いような高周波で点灯させようとするもので、直流点灯
あるいは矩形波で点灯したり、または１００ＫＨｚ以上
の周波数で点灯させる等の方法である。しかしながら、
直流点灯あるいは矩形波形による点灯は、特殊な点灯回
路が必要であり、回路構造が高低になる不具合がある。

また１００ＫＨｚ以上の高周波数で点灯させると電波障
害を生じる欠点がある。

一方、ランプ構造を変える提案としては、発光管内に生
じる定在波が発光管の形状や寸法に依存するものである
ため、発光管の形状や寸法を嚢更することにより定在波
の発生を防止する方法である。しかし、このような計算
理論にもとづいて実際にランプを製造しても、形状や寸
法のばらつきおよび印加周波数のばらつき等のため理論
通りのランプを得るのは極めて難しい。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、発
光管内に定在波を発生させないようにし、Ｔ８響的共鳴
現蒙の発生を防止することができるセラミック放電灯を
提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、透光性セラミックスよりなる発光管の両端部
を閉塞する閉塞体の内面に凹凸面を形成したことを特徴
とする。

（作用） 本発明によれば、閉塞体の内面に形成した凹凸面が、電
極から放出される＾周波の反射波を乱すから発光管内に
定在波が発生しなくなり、音響的共鳴現象の発生を防止
することができる。

（実施例） 以上本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

図において１は高圧ナトリウムランプの発光管を示し、
通常発光管１は図示しない外管に収容されて２重性構造
をなしている。

発光管１は、多結晶アルミナまたは単結晶アルミナなど
からなる内径６■以下のセラミックチューブにより形成
されたバルブ２の端部を、ニオビウムやセラミックから
なる閉塞体、本実施例ではセラミックからなる閉塞体３
．３により閉塞して構成されている。上記閉塞体３．３
はガラスソルダー４によりバルブ２の端部に気密に接合
され、これによりバルブ２が気密に閉封されている。

閉塞体３．３の中央には電気導入体５．５がガラスソル
ダー６により気密に貫通されており、これら電気導入体
５．５の上記発光管１内側の端部には電極７が接合され
ている。′Ｉ！ｉ極７はタングステンからなり、図示し
ないがエミッタが保持されている。

上記閉塞体３．３の内面には凹凸面８が形成されている
。この凹凸の大きさは梨地面であってもよいが、Ｄ、５
ｓ＋ｅ程度の高低差を有する凹凸が望ましい。

このような発光管１内には、点灯中に余剰となる所定量
のナトリウムＮａと緩衝ガス用金属としての水銀Ｈｇお
よび５０〜３００　ｔｏｒｒ程度のアルゴンガスまたは
キセノンガスあるいはネオン−アルゴンのペニングガス
が封入されている。

この場合、水銀に対するナトリウムの混合比（Ｎ　ａ　
／　Ｈｇ−アマルガム比）は１０〜３０！ｆｆ％にされ
ている。

このような構成の高圧ナトリウムランプにおいては、始
動電圧を印加すると発光管１内の始動ガス、すなわちア
ルゴンガスまたはキセノンガスあるいはネオン−アルゴ
ンのペニングガスが放電破壊を起こし、この始動ガスの
放電による熱でＮａ−Ｈｇが蒸発し、このＮａ−Ｈｇ蒸
気が励起されて発光するものである。

この場合、発光管１を正弦波、つまり交流で高周波点灯
すると放射効率が向上するとともに、安定器損失が軽減
し、かつ安定器の軽量化が可能になる。

しかしながら、交流波で高周波点灯した場合、音響的共
鳴現象が発生することがある。

音響的共鳴現象の発生原因は、ランプ形状によって定ま
る定在波が発生することであり、したがって定在波を発
生させない工夫が望まれる。

通常、定在波はプラズマから発振された圧力波がバルブ
の各壁面に当たって正反射される場合に発生する。つま
り、定在波を発生させる発光管１の形状モードは、発光
管１の軸方向、径方向および周方向の３要素である。

したがって、これら発光管１の軸方向、径方向および周
方向に定在波を発生させないようにすればよい。発光管
１の軸方向に沿って発生する定在波は、第１図に模式的
に示すように、両端の閉塞体３．３間で定在波が生じた
場合である。

したがって、本発明においては、閉塞体３．３の内面に
凹凸面８を形成し、この凹凸面８により反射波に乱れを
生じさせるようにしである。つまり、プラズマから発振
される音波の「節」が丁度閉塞体３で正反射されたとし
てもこの反射波は凹凸面８で反射方向が散乱され、した
がって音波の「節」が重ならなくなるので、定在波の発
生が防止される。

このため、音響的共鳴現象の発生が防止され、ちらつき
が解消される。

しかも、上記構成は閉塞体３．３の内面に凹凸面８を形
成するのみでよいから、構造がすこぶる簡単で、従来の
構成を大幅に変更する必要がなく、製造が容品である。

なお、このような凹凸面は閉塞体３の内面ばかりでなく
、バルブ２の内面に形成しても定在波の発生防１トにＨ
効であると考えられる。しかしながら、バルブ２の内面
に凹凸面を形成すると、有効発光の透過を乱し、バルブ
の強度を低下させる心配があるので好ましくない。

本発明者らの実験により、閉塞体３の内面のみに凹凸面
８を形成しても定在波の発生防止に有効であることが６
奮かめられている。

本発明者等は、内径６ｍｓ以下のバルブ２を使用して定
在波の発生状況を研究、実験した結果、以下の条件を見
出だした。

すなわち、発光管１の軸方向に沿って定在波が発生する
のは、第１図に示すように、プラズマから発振される音
波の「節」が丁度閉塞体３で正反射された場合であり、
これはバルブ長さにもよるが、３０ＫＨｚ以下の周波数
を用いる場合に発生する。

発光管１の径方向および周方向に沿って発生する定在波
は、内径６１１以下のバルブ２の場合は３２ＫＨｚ以上
の場合に発生する。

また、１８ＫＨｚ以下の周波数は可聴域であるため、放
電灯の点灯には使用しない。

したがって、これらの条件をまとめると、内径６ｓｍ以
下のバルブ２を用いた発光管においては、１８〜３０Ｋ
Ｈｚの交流波形の高周波で点灯する場合に定在波が発生
する場合がある。

このため、このような条件で使用されるランプでは閉塞
体３の内面に凹凸面８を形成すると、定在波の発生を防
止することができる。

つまり、内径６１１１１以下のバルブを用いて１８〜３
０ＫＨｚの交流波形の高周波で点灯される高圧すトリウ
ムランプでは、閉塞体３の内面に凹凸面８を形成するこ
とにより定在波の発生を防止することができる。

なお、バルブ内部の音速および音圧は、Ｎａ−Ｈｇの蒸
気圧によって影響される。

しかしながら、上記実施例のように、 Ｎ　ａ　／　Ｈｇのアマルガム比を１０〜３０重量％の
範囲に規制しているランプは、上記したような内径６１
以下のバルブを用いて１８〜３０ＫＨｚの交流波形の高
周波で点灯する条件のもとでは、閉塞体３の内面に凹凸
面８を形成することにより定在波の発生を防止すること
ができることを確認している。

また、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、上記実施例では、バルブ２の端部を閉塞する
閉塞体３として、セラミックディスクを用いたが、バル
ブの端部はニオビウムなどのようなエンドキャップで閉
塞してもよく、このエンドキャップに凹凸面を形成して
もよい。

さらに、発光金属はナトリウムに限らず、メタルハライ
ドなどであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、透光性セラミック
スよりなる内径が６−１以下のバルブの両端部を閉塞す
る閉塞体の内面に凹凸面を形成したから、この凹凸面が
電極から放出される高周波の反射波を乱すようになり、
発光管内に定在波を発生させなくする。このため音響的
共鳴現象の発生を防止することができる。しかもこの構
成は、単に閉塞体の内面に凹凸面を形成するだけの簡単
な構成で実現でき、安価である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は高圧ナトリウ
ムランプの発光性を示す断面図、第２図はその端部を拡
大した断面図である。 １・・・発光管、２・・・バルブ、３・・・閉塞体、７
・・・電極、８・・・凹凸面。 第 図 二′″；　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透光性セラミックスよりなる内径が６ｍｍ以下の発光管
   の両端部を閉塞体で閉封し、点灯周波数が１８〜３０Ｋ
   Ｈｚの高周波で点灯されるセラミック放電灯において、 上記閉塞体の内面に凹凸面を形成したことを特徴とする
   セラミック放電灯。