JPH0449738B2 - - Google Patents
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- JPH0449738B2 JPH0449738B2 JP58134616A JP13461683A JPH0449738B2 JP H0449738 B2 JPH0449738 B2 JP H0449738B2 JP 58134616 A JP58134616 A JP 58134616A JP 13461683 A JP13461683 A JP 13461683A JP H0449738 B2 JPH0449738 B2 JP H0449738B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
- H01J9/32—Sealing leading-in conductors
- H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は高圧ナトリウムランプの製造法に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing high-pressure sodium lamps.
従来例の構成とその問題点
高圧ナトリウムランプは、水銀ランプにくらべ
て約2倍の高効率を有し、省エネルギー時代に適
したものとして注目され、多くの使用されるよう
になつてきている。この高圧ナトリウムランプ
は、両端に電極を有する透光性のアルミナ体から
なり、内部にナトリウムなどを封入した発光管を
備え、この発光管の端部に設けられた孔に、電極
に電気を供給するための導電体が貫通されてセラ
ミツクセメントにより気密に封着されている。Conventional Structures and Problems High-pressure sodium lamps have about twice the efficiency of mercury lamps, and are attracting attention as suitable for the energy-saving era, and are increasingly being used. This high-pressure sodium lamp is made of a translucent alumina body with electrodes at both ends, and has an arc tube with sodium etc. sealed inside.Electricity is supplied to the electrodes through a hole in the end of the arc tube. A conductor for this purpose is passed through and hermetically sealed with ceramic cement.
しかし、導電体とセラミツクセメントとは、と
きにはの気密が十分でないことがあり、発光管内
のナトリウムなどの封入物がその気密性に欠ける
個所から管外へリークし、その結果ランプ電流が
増大し、安定器が温度上昇して焼損するという不
都合があつた。 However, the conductor and ceramic cement are sometimes not sufficiently airtight, and the inclusions such as sodium inside the arc tube can leak out of the tube from areas where the airtightness is lacking, resulting in an increase in lamp current. There was an inconvenience that the temperature of the ballast increased and it burned out.
そこで、発明者は導電体の外表面に酸化アルミ
ニウム被膜を被着形成したものを用い、アルミナ
体の端部に設けられた孔に、少なくとも酸化カル
シウムを含むセメントを介して導電体を貫通封着
した高圧ナトリウムランプを先に提案した。そし
て、かかる高圧ナトリウムランプにおいては、酸
化アルミニウム被膜から溶け出した酸化アルミニ
ウムが、セメント中に入り込み、酸化カルシウム
と結晶を部分的に形成することにより、導電体と
セメントとの気密性を良好なものとし、発光管内
のナトリウムのリークを防止するものである。こ
のため、この導電体外表の酸化アルミニウム被膜
の被着形成にたつては、容易にその被着形成を行
うことができ、かつこの被着強度が大きいもので
なければならない。 Therefore, the inventor used a conductor with an aluminum oxide coating formed on the outer surface, and sealed the conductor through the hole provided at the end of the alumina body through cement containing at least calcium oxide. A high-pressure sodium lamp was first proposed. In such high-pressure sodium lamps, aluminum oxide dissolved from the aluminum oxide film enters the cement and partially forms crystals with calcium oxide, thereby improving airtightness between the conductor and the cement. This prevents sodium from leaking inside the arc tube. Therefore, when forming the aluminum oxide film on the outer surface of the conductor, it must be easy to form the aluminum oxide film and the strength of the film must be high.
発明の目的
本発明はこのような要求を満足すべくなされた
ものであり、導電体外表面への酸化アルミニウム
被膜の被着形成が容易に行え、しかもその被着強
度が大きく、動程中を通じて発光管外へのナトリ
ウムのリークを抑制することのできる高圧ナトリ
ウムランプの製造方法を提供するものである。Purpose of the Invention The present invention has been made to satisfy these requirements, and it is possible to easily form an aluminum oxide film on the outer surface of a conductor, and the adhesion strength is high, and it emits light throughout the movement. The present invention provides a method for manufacturing a high-pressure sodium lamp that can suppress leakage of sodium to the outside of the tube.
発明の構成
本発明は両端に電極を有する透光性のアルミナ
体からなり、内部にナトリウムを封入した発光管
を備えるとともに、前記発光管の端部に設けられ
た孔に、外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形
成し、かつ前記電極に電気を供給するための導電
体を、少くとも酸化カルシウムを含むセメントを
介して貫通封着するにあたり、前記導電体外表面
への酸化アルミニウム被膜の被着形成を、酸化ア
ルミニウム粉末を溶射することにより行う高圧ナ
トリウムランプの製造法を特徴とするものであ
る。Structure of the Invention The present invention is made of a translucent alumina body having electrodes at both ends, and is provided with an arc tube in which sodium is sealed inside. Forming an aluminum oxide film on the outer surface of the conductor when forming a film and sealing the conductor for supplying electricity to the electrode through cement containing at least calcium oxide. The present invention is characterized by a method for manufacturing a high-pressure sodium lamp by thermally spraying aluminum oxide powder.
実施例の説明
以下、本発明の実施例について図を用いて説明
る。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の法により得られた高圧ナトリ
ウムランプの一を示す正面図、第2図はその発光
管の断面図、第3図はその要部拡大断面図であ
る。 FIG. 1 is a front view showing one of the high-pressure sodium lamps obtained by the method of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of its arc tube, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of its essential parts.
第1図において、この高圧ナトリウムランプ
は、外管1とこの中に設けられた発光管2とを備
えている。外管1内はゲツタ3により真空に保た
れている。4はリード支柱を示している。 In FIG. 1, this high-pressure sodium lamp includes an outer bulb 1 and an arc tube 2 provided within the outer bulb 1. The inside of the outer tube 1 is kept in a vacuum by a getter 3. 4 indicates a lead support.
発光管2は、第2図に示すように、単結晶また
多結晶のアルミナ管5と、この一端に設けられた
単結晶または多結晶のアルミナエンドデイスク6
とで構成された透光性のアルミナ体を備え、アル
ミナエンドデイスク6に設けられた孔7に、先に
電極8をチタン9により保持した主としてニオブ
からなる導電体10が貫通している。発光管2内
にはナトリウム、水銀などの緩衝ガス用金属およ
び始動用希ガスが封入されている。導電体10の
外表面の一部には、酸化アルミニウム(Al2O3)
被膜11が金属溶射により被着形成されている。
これは第4図aに示すような装置を用いて次のよ
うにして行なわれる。 As shown in FIG. 2, the arc tube 2 includes a monocrystalline or polycrystalline alumina tube 5 and a monocrystalline or polycrystalline alumina end disk 6 provided at one end of the alumina tube 5.
A conductor 10 made mainly of niobium and having an electrode 8 previously held by titanium 9 penetrates into a hole 7 provided in an alumina end disk 6. The arc tube 2 is filled with buffer gas metals such as sodium and mercury, and a starting rare gas. A part of the outer surface of the conductor 10 is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
A coating 11 is formed by metal spraying.
This is accomplished in the following manner using a device such as that shown in FIG. 4a.
すなわち、第4図aは金属溶射装置を示し、プ
ラズマジエツトとして作用するアルゴンなどの純
粋不活性ガスは、管13を通つて内部の陽極14
の陰極15間で発生している電気アーク16中を
通過する。その時、不活性ガスは電気アークのエ
ネルギーにより電離反応を起こしてプラズマ状態
となつてこの装置から噴出する。この時の不活性
ガスの温度は第3図bに示すような高温になる。
そして、管17を通してこの装置内に送られてき
た酸化アルミニウム粉末は、融点が約2300Kであ
るので、高温になつている不活性ガスにより十に
溶融され、ジエツトフローに乗つて溶出される。
この装置の噴出先には導電体10を設置してあ
り、これを回転させることにより、導電体10の
外表面に酸化アルミニウム被膜を形成させるもの
である。なお、第4図aにおいて、18は冷却水
の流入口、19は冷却水の流出口である。 That is, FIG. 4a shows a metal spraying apparatus in which a pure inert gas such as argon acting as a plasma jet is passed through a tube 13 to an internal anode 14.
It passes through an electric arc 16 occurring between the cathodes 15 of. At that time, the inert gas undergoes an ionization reaction due to the energy of the electric arc, becomes a plasma, and is ejected from the device. The temperature of the inert gas at this time becomes a high temperature as shown in FIG. 3b.
Since the aluminum oxide powder sent into this apparatus through the pipe 17 has a melting point of about 2300 K, it is sufficiently melted by the high temperature inert gas and eluted along with the jet flow.
A conductor 10 is installed at the ejection tip of this device, and by rotating the conductor 10, an aluminum oxide film is formed on the outer surface of the conductor 10. In FIG. 4a, 18 is a cooling water inlet, and 19 is a cooling water outlet.
このような導電体10は酸化アルミニウム
(Al2O3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロ
ンチウム(SrO)および酸化イツトリウム
(Y2O3)からなるセラミツクセメント12よりア
ルミナエンドデイスク6の孔7に貫通されて気密
に封着される(第3図参照)。アルミナ管5とア
ルミナエンドデイスク6とは、同じセラミツクセ
メント12により気密に封着されている。図示し
ていない発光管他端の構造は、その一端の構造と
同じになつている。 Such a conductor 10 is inserted into the hole 7 of the alumina end disk 6 from a ceramic cement 12 made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO) and yttrium oxide (Y 2 O 3 ). It is penetrated and hermetically sealed (see Figure 3). The alumina tube 5 and the alumina end disk 6 are hermetically sealed with the same ceramic cement 12. The structure of the other end of the arc tube, which is not shown, is the same as that of the one end.
かる発光管2を備えた高圧ナトリウムランプに
おいては、アルミナ管5とアルミナエンドデイス
ク6および導電体10とをセラミツクセメント1
2のリングを用いて、これを高温に加熱して溶す
ことによりそれぞれ封着される。その加熱時、ア
ルミナ管5、アルミナエンドデイスク6および酸
化アルミニウム被膜1から酸化アルミニウムが、
セラミツクセメント12中に溶け出し、その中に
おいて、酸化カルシウムと結晶を部分的に形成す
る。そのために、導電体10の外表面に被着形成
されている酸化アルミニウム被膜11とセラミツ
クセメント12とは強に接着されて、アルミナエ
ンドデイスク6の孔7と導電体10との封着個所
は気密が十分ものとなり、さらにアルミナ管5と
アルミナエンドデイスク6との封着個所も気密が
十なものとなり、その結果、動程中における発光
管内のナトリウムなどの管外へのリークが防止さ
れるものである。 In a high-pressure sodium lamp equipped with such an arc tube 2, an alumina tube 5, an alumina end disk 6, and a conductor 10 are made of ceramic cement 1.
The two rings are heated to a high temperature and melted to seal each other. During heating, aluminum oxide is released from the alumina tube 5, alumina end disk 6, and aluminum oxide coating 1.
It dissolves into the ceramic cement 12, where it partially forms crystals with calcium oxide. For this reason, the aluminum oxide coating 11 and the ceramic cement 12 formed on the outer surface of the conductor 10 are strongly bonded, and the sealed area between the hole 7 of the alumina end disk 6 and the conductor 10 is airtight. In addition, the sealing area between the alumina tube 5 and the alumina end disk 6 is also sufficiently airtight, and as a result, leakage of sodium, etc. inside the arc tube to the outside of the arc tube is prevented during movement. It is.
ところで、導電体の外表面に酸化アルミニウム
被膜を形成する方法としては、導電体外表面に金
属アルミニウムを蒸着した後、陽極酸化法により
酸化アルミニウム被膜を得る方法が考えられる。
ところが、この方法は、金属アルミニウム被膜の
膜厚を管理することが難しいうえに、ナトリウム
との反応を避けべく、酸化アルミニウム被膜の形
成時、金属アルミニウムが残留しないようにこれ
を完全に酸化させねばならず、工程が煩雑となる
ため、工業性には欠ける。 By the way, as a method of forming an aluminum oxide film on the outer surface of the conductor, a method can be considered in which metal aluminum is vapor-deposited on the outer surface of the conductor and then the aluminum oxide film is obtained by an anodic oxidation method.
However, with this method, it is difficult to control the thickness of the metallic aluminum coating, and in order to avoid reaction with sodium, the aluminum oxide coating must be completely oxidized so that no metallic aluminum remains. However, the process is complicated and it lacks industrial efficiency.
これに対して、前記の金属溶射法よると酸化ア
ルミニウム粉末を溶射するだけで、金属アルミニ
ウムを含まない酸化アルミニウムのみからなる被
膜の導電体外表面に適切な膜厚で均一に、容易
に、しかもきわめて強固に形成することができ、
工業性に富むものである。 On the other hand, according to the above-mentioned metal spraying method, aluminum oxide powder is simply sprayed onto the outer surface of the conductor, which is made of aluminum oxide without metal aluminum, easily and uniformly with an appropriate thickness. Can be formed strongly,
It is highly industrial.
なお、酸化アルミニウム被膜の被着個所は、第
2図に示したような導電体の一部分に限られるも
のではなく、導電体の外表面全であつてもよい
し、また導電体の根元部(発光管外側)を除く外
表面全であつてもよい。 The location where the aluminum oxide film is applied is not limited to a part of the conductor as shown in FIG. It may be the entire outer surface except for the outside of the arc tube.
次に、本発明の効果を確認した実験例について
説明する。 Next, an experimental example in which the effects of the present invention were confirmed will be described.
発光管2はアルミナ管5が多結晶アルミナから
なり、内径6.8mm、全長94mである。アルミナエ
ンドデイスク6は多結晶アルミナからなる。導電
体10は約1%のジルコニウム(Zr)を含む厚
さ0.25mm、外径3.0mmのニオブ(Nb)管からなり、
その先端には電子放射性物質を被着したタングス
テンコイルからなる電極8がチタン9により固定
されている。導電体10の外表面には、膜厚が約
50ミクロンの酸化アルミニウム被膜が金属溶射に
より被着形成されている。アルミナ管5とアルミ
ナエンドデイスク6、およびアルミナエンドデイ
スク6と導電体10は、酸化アルミニウム、酸化
カルシウム、酸化ストロンチユウムおよび酸化イ
ツトリウムからなるセラミツクセメント12のリ
ングを約1600℃に加熱してそれぞれ気密に封着さ
れている。発光管2内には、ナトリウム3.6mg、
水銀16.4mgおよびキセノンガス約20Torrが封入
されている。 The alumina tube 5 of the arc tube 2 is made of polycrystalline alumina, and has an inner diameter of 6.8 mm and a total length of 94 m. The alumina end disk 6 is made of polycrystalline alumina. The conductor 10 is made of a niobium (Nb) tube containing approximately 1% zirconium (Zr) with a thickness of 0.25 mm and an outer diameter of 3.0 mm.
At its tip, an electrode 8 made of a tungsten coil coated with an electron radioactive material is fixed with titanium 9. The outer surface of the conductor 10 has a film thickness of approximately
A 50 micron aluminum oxide coating is applied by metal spraying. The alumina tube 5 and the alumina end disk 6, and the alumina end disk 6 and the conductor 10 are made airtight by heating a ring of ceramic cement 12 made of aluminum oxide, calcium oxide, strontium oxide, and yttrium oxide to about 1600°C. is sealed in. Inside arc tube 2, 3.6 mg of sodium,
Contains 16.4 mg of mercury and approximately 20 Torr of xenon gas.
かかる高圧ナトリウムランプを20本製作し、入
力250Wで寿命試験(0.5時間消灯−5.5時間点灯
の繰り返し)を行つたところ、12000時間後にお
いても、発光管2内のナトリウムなどの管外への
リークは全数なく、したがつて光色の変化がな
く、ランプ電流が増大することもなかつた。 When 20 such high-pressure sodium lamps were manufactured and a life test was conducted at an input of 250 W (repeatedly turning off for 0.5 hours and turning on for 5.5 hours), it was found that even after 12,000 hours, sodium etc. inside the arc tube 2 leaked to the outside of the tube. There was no change in the light color and no increase in lamp current.
また、かる試験を終了した高圧ナトリウムラン
プを解体し、発光管端部を切断してセラミツクセ
メントを露出させ、その部分をX線マイクロアナ
ライザで観察したところ、セラミツクセメント中
に溶け出した酸化アルミニウムが酸化カルシウム
と結晶を部分的に形成しているとが認められた。 In addition, when the high-pressure sodium lamp that had undergone this test was disassembled, the end of the arc tube was cut to expose the ceramic cement, and the exposed part was observed with an X-ray microanalyzer, it was found that aluminum oxide had dissolved into the ceramic cement. It was recognized that crystals were partially formed with calcium oxide.
本発明は、アルミナ体の形状、構造が第2図に
示すようなものだけでなく、例えば第5図〜第7
図に示すようなものに適用することができること
はもちろんである。 The present invention applies not only to the shape and structure of the alumina body shown in FIG. 2, but also to those shown in FIGS.
Of course, it can be applied to something like the one shown in the figure.
第5図に示すものは、アルミナ体がアルミナ管
5とアルミナエンドデイスク6とで構成される点
は第2図のものと同じであるが、アルミナエンド
デイスク6の形状が異なり、これがアルミナ管5
の端部内面に完全に挿入されているものである。 The one shown in FIG. 5 is the same as the one in FIG. 2 in that the alumina body is composed of an alumina tube 5 and an alumina end disk 6, but the shape of the alumina end disk 6 is different.
completely inserted into the inner surface of the end.
第6図に示すものは、アルミナ体が第2図およ
び第5図のものと同様アルミナ管5とアルミナエ
ンドデイスク6とで構成されているが、アルミナ
管5の端部に底部を有し、この底部外面にアルミ
ナエンドデイスク6が設けられているものであ
る。 In the one shown in FIG. 6, the alumina body is composed of an alumina tube 5 and an alumina end disk 6 like those in FIGS. 2 and 5, but the alumina tube 5 has a bottom at the end, An alumina end disk 6 is provided on the outer surface of the bottom.
第7図に示すものは、アルミナ体が単一のもの
からなり、端部を絞つたアルミナ管5の孔7に導
電体10が封着されているものである。 In the case shown in FIG. 7, the alumina body is made of a single piece, and a conductor 10 is sealed in a hole 7 of an alumina tube 5 whose end is narrowed.
なお、導電体はニオブ管だけでなく、ニオブ線
でもよく、またその材質はニオブだけでなく、例
えばタンタル、タングステンなどが使用できるも
のである。 Note that the conductor may be not only a niobium tube but also a niobium wire, and its material is not only niobium but also tantalum, tungsten, etc., for example.
発明の効果
以上説明したように、本発明は電極に電気を供
給するための導電体の外表面に酸化アルミニウム
被膜を被着形成してなり、アルミナ体の端部に設
けられた孔に、少なくとも酸化カルシウムを含む
セメンを介して導電体を貫通封着するにあたり、
酸化アルミニウム粉末を溶射することにより、導
電体外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形成す
ることができ、その被着形成が容易で、膜厚の管
理も容易であり、しかも被着強度も大きく、動程
中を通じて発光管外へのナトリウムのリークを確
実に抑制することのできる高圧ナトリウムランプ
の製造方法を提供することができるものである。Effects of the Invention As explained above, the present invention is formed by depositing an aluminum oxide film on the outer surface of a conductor for supplying electricity to an electrode, and at least When sealing conductors through cement containing calcium oxide,
By thermal spraying aluminum oxide powder, it is possible to form an aluminum oxide film on the outer surface of the conductor.The film is easy to form, the film thickness can be easily controlled, and the adhesion strength is high. It is possible to provide a method for manufacturing a high-pressure sodium lamp that can reliably suppress leakage of sodium to the outside of the arc tube throughout the process.
第1図は本発明の方法により得られた高圧ナト
リウムランプの一例を示す正面図、第2図はその
発光管の断面図、第3図はその要部拡大断面図、
第4図aは本発明の方法を実施するための装置の
一例を示す断面図、第4図bはこの装置における
電気アークの温度分布図、第5図〜第7図は本発
明の方法により得られた高圧ナトリウムランプの
発光管の他の例を示す要部断面図である。
1……外管、2……発光管、5……アルミナ
管、6……アルミナエンドデイスク、7……孔、
8……電極、10……導電体、11……酸化アル
ミニウム被膜、14……陽極、15……陰極、1
6……電気アーク。
FIG. 1 is a front view showing an example of a high-pressure sodium lamp obtained by the method of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of its arc tube, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of its main parts.
FIG. 4a is a sectional view showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention, FIG. 4b is a temperature distribution diagram of an electric arc in this apparatus, and FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing another example of the arc tube of the obtained high-pressure sodium lamp. 1... Outer tube, 2... Luminous tube, 5... Alumina tube, 6... Alumina end disk, 7... Hole,
8... Electrode, 10... Conductor, 11... Aluminum oxide coating, 14... Anode, 15... Cathode, 1
6...Electric arc.
Claims (1)
なり、内部にナトリウムを封入した発光管を備え
るとともに、前記発光管の端部に設けられた孔
に、外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形成
し、かつ前記電極に電気を供給するための導電体
を、少なくとも酸化カルシウムを含むセメントを
介して貫通封着するにあたり、前記導電体外表面
への酸化アルミニウム被膜の被着形成を、酸化ア
ルミニウム粉末を溶射することにより行うことを
特徴とする高圧ナトリウムランプの製造方法。1. It is made of a translucent alumina body with electrodes at both ends, and is equipped with an arc tube in which sodium is sealed inside, and an aluminum oxide film is deposited on the outer surface of the hole provided at the end of the arc tube. In sealing the conductor for supplying electricity to the electrode through cement containing at least calcium oxide, the formation of an aluminum oxide film on the outer surface of the conductor is performed using aluminum oxide powder. A method for manufacturing a high-pressure sodium lamp, characterized in that it is carried out by thermal spraying.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134616A JPS6028131A (en) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Manufacture of high pressure sodium lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134616A JPS6028131A (en) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Manufacture of high pressure sodium lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028131A JPS6028131A (en) | 1985-02-13 |
| JPH0449738B2 true JPH0449738B2 (en) | 1992-08-12 |
Family
ID=15132551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134616A Granted JPS6028131A (en) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Manufacture of high pressure sodium lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028131A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3498072B2 (en) * | 2001-06-25 | 2004-02-16 | 炳霖 ▲楊▼ | Light emitter for discharge lamp |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58134616A patent/JPS6028131A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6028131A (en) | 1985-02-13 |
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