JPH048896B2

JPH048896B2 -

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Publication number: JPH048896B2
Application number: JP56137124A
Authority: JP
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1992-02-18
Also published as: NL185478B; GB2083692B; DE3133795C2; FR2490005A1; HU189529B; NL8005025A; JPS5776743A; FR2490005B1; DE3133795A1; NL185478C; BE890204A; GB2083692A; US4910433A; CA1163306A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ナトリウム及び希ガスを含む充填物
を入れたセラミツク放電容器を有し、該放電容器
の壁を通して少なくとも１個の電流供給導体が放
電容器中に配置された耐火性金属から成る電極ま
で延在し、該電極の先端から放電がこの放電灯の
作動状態において発生する高圧ナトリウム蒸気放
電灯に関するものである。そのような放電灯は、
現今大規模に用いられ、比発光効率が高い利点を
有する。この放電容器が、ナトリウム蒸気に耐え
ることができる結晶性酸化物、例えば、単結晶サ
フアイア又は緻密に焼結した多結晶酸化アルミニ
ウムから構成される。ナトリウム及び１種又は２
種以上の希ガスに加えて、放電容器の充填物は又
水銀を含む。

そのような放電灯における既知の問題は、電極
から放出される材料の影響のもとでの蒸気充填物
からのナトリウムの消滅であり、該消滅が放電灯
電圧の増加を引き起こす。ナトリウムの消滅を抑
制する手段は、特開昭54−85576号公報（特願昭
53−148004号）（オランダ特許出願第7713348号）
から既知であり、この電極が８〜50の間のモル比
におけるアルカリ土金属酸化物及び酸化タングス
テンから成る電子放射材料を含むということに存
する。この手段が、この形のナトリウム消滅をほ
んの一部分しか防止しないということが見出され
た。本発明の目的は、電極材料に基づくナトリウ
ムの消滅を略々完全に防止する冒頭の段落に記述
されたこの種の高圧ナトリウム蒸気放電灯を提供
することである。

本発明によればこの目的は、電極にはアルカリ
土金属がなく、かつこの放電灯の作動状態におい
て電極先端が2400K〜2700Kの間の温度を有する
ことにおいて達成される。

本発明による放電灯においては、電極から発生
する材料の影響に基づいてナトリウムの消滅が起
こらないことが見出された。電極先端温度の比較
的低い値が、放電灯の作動状態において十分な電
子放出を得るのに足りることが判ることは驚くべ
きことである。しかしながら、電極先端の温度は
上に示した範囲内にあるべきである。事実前記の
温度が2700Kよりも高いならば、電極材料の蒸気
が余りに多くなりすぎるだろう。この蒸発した材
料が次いで放電容器の比較的低温の壁に凝縮し、
これが前記の壁の黒化に導く。電極先端の温度が
2400Kよりも依然として低く維持されれば、電極
先端から安定な方法ではアークが発生しないとい
う現象が起こる。この結果放電灯は不安定な方法
で作動するだろうし、放電灯が消えることさえあ
る。

本発明は次の認識にその基礎を置く。既知の放
電灯では電極はアルカリ土金属を含むエミツタ、
すなわち電子放射材料を具える。これらのアルカ
リ土金属は、タングステンに結合するか又はしな
い酸化物化合物の形で電極上に存在する。これら
の酸化物化合物の一部分は気相にて放電容器中に
存在するだろう。この部分によつて表わされる量
は、普通一般の温度における関連する酸化物化合
物に対する蒸気圧に依存する。放電容器中で起こ
る放電の影響のもとで、酸素が酸化物化合物から
放出され、それは気相における酸化物化合物のこ
れらの成分から放出されるものと推測される。こ
の放出された酸素は次いで安定なナトリウム化合
物を生じさせる。エミツタとして用いるのに適し
たアルカリ土金属酸化物が、作動中放電容器中に
広く行き渡る環境において比較的高い蒸気圧を有
することが見出された。酸化トリウム及び酸化イ
ツトリウムのような材料は、成程、エミツタとし
てアルカリ土金属酸化物よりも有効ではないが、
しかし、それらの材料は相当する条件において非
常に低い蒸気圧を有するという利点があり、従つ
て放電容器中におけるエミツタとして用いるのみ
に好適である。

本発明による放電灯の有利な実施例において
は、がアンペア(A)における放電灯電流であり、
deffがmmにおける電極有効直径である場合に、こ
の放電灯の作動状態において２／（deff）^3/2５なる関係が満足される。

電極のdeffは、ここでは、電極と同じ長さを有
しかつ同じ材料から成る中実の、円筒状軸棒の直
径を意味し、その軸棒は先端からの熱の消散に関
して電極と同じ性質を有するものと理解しなけれ
ばならない。

この実施例による放電灯は、この放電灯の作動
状態において電極先端が、本発明により要求され
る間隔に入いるある一定の温度を呈し、別個の補
助装置の使用なしで済ませることが簡単な方法で
得られるという利点を有する。

タングステンピンとして構成されかつ直径約
0.5mmの２個の電極を有する高圧ナトリウム蒸気
放電灯は、それ自体、米国特許第3476969号明細
書から知られている。作動状態において175〜
200Wの電力を消費するこの放電灯は、約５気圧
の水銀分圧を有する。これから、この放電灯が作
動中（500Vの大きさの桁における）大きなアー
ク電圧を有しかつ0.5Aの桁の小さな放電灯電流
を有することを導くことができる。これは、示さ
れた放電灯が余りに太い電極を有するためこの放
電灯が不安定な方法で作動するという危険が存在
するということを必然的に伴なう。

本発明による放電灯においては、希ガスが好ま
しくは300Kにおいて少なくとも6.7KPa（50torr）
の圧力を有するキセノンであり、かつ電極が実質
的にタングステンから成りエミツタがない。高圧
キセノンは、出発段階中スパツタされ蒸発された
電極材料の結果として放電容器の黒化が妨げられ
るという利点を有することが判る。

本発明による放電灯の実施例において、作動状
態におけるこの放電灯は最大で100Wの値の電力
を消費し、その電極はピンであり、さらに、作動
状態において、がアンペア(A)における電灯電流
であり、かつｄがmmにおけるピンの直径である場
合、２／d^3/2５なる関係が満足される。

この実施例の利点は、室内照明用に好適であ
り、直径が電極ピンの直径と略々等しく選ぶこと
ができる簡単なピンを電流供給導体として用いる
ことができるので製造が比較的簡単である電灯を
実現できるということである。

本発明による放電灯の実施例を図面につきさら
に詳細に説明する。

第１図に示す電灯は外被１を有し、該外被１に
は電灯キヤツプ２を設ける。この外被１は放電容
器３を封入し、該放電容器３は２個の電極４，５
を有する。電極４は電流供給導体８によつて電灯
キヤツプ２の接点に接続される。電極５は電流供
給導体９によつて類似の方法で接続される。

第２図に示す放電容器３は、細長い管状の壁部
３ａで取り囲まれた放電空間を具え、前記の壁部
３ａは各端末にそれぞれの端部３ｂを有する。こ
れの壁部３ａ及び端部３ｂは、緻密に焼結された
酸化アルミニウムから成り、焼結された接合箇所
７によつて互いに接続される。壁部３ａの外径は
2.5mmである。この放電容器は２個の電極４，５
を封入し、これらの電極４，５は、タングステン
ピンとして構成され、かつニオブから成るピン状
の電流供給部材４０，５０に接続される。電極間
隔は11mmである。これらのピン状の電流供給部材
４０，５０は、ガラス封止６によつて気密に端部
３ｂに対し封止られる。記載される電灯の放電容
器の充填物は、300Kにおいて50KPaの圧力のキ
セノン、及び27重量％のNaと73重量％のＨｇと
から成る10mgのアマルガムを含む。この放電灯
は、1.4Hの誘導安定バラストを経て220V、50Hz
の供給電源から作動する。この放電灯を起動させ
るためには、この放電灯をグロー放電起動器と並
列に接続する。この放電灯によつて消費される電
力は約30Wであり、電灯電流、すなわち管電流は
0.40Aである。この比発先効率は、2450Kの放出
される放射の色温度において約44lm／Ｗである。

記載されるこの放電灯のピン状のタングステン
電極は、0.2mmの直径を有する。これは、／d^3/2
の比が約4.4の値を有し、この値が賦課された範
囲の２〜５内にあるということを必然的に伴な
う。この放電灯の作動状態では、電極４，５の電
極チツプすなわち先端は、約2600Kの温度を呈す
る。記載された放電灯は特に室内照明用に好適で
あり、寿命時間中ナトリウムの消滅が起こらない
ことが見出された。

電極直径の影響を知るため1.2Aの電灯電流に
おける作動中に100Wの電力を使い果たすのに適
した多くの放電灯が作られた。第１の電灯におい
てタングステンピンとして構成された電極の直径
ｄは0.5mmである。かくして構成された電灯は安
定して作動する一方、電極材料の蒸発が観察され
なかつた。／d^3/2は3.4である。第２の電灯にお
いて、ピン状のタングステン電極の直径が0.7mm
に等しくなるように選ばれた。この電灯は不安定
な作動の傾向を少し示した。この場合における
／d^3/2の比は２である。第３の電灯において、
ピン状のタングステン電極の直径ｄが0.3mmに等
しくなるように選ばれたため／d^3/2の比の値が
約７、すなわち、２〜５の範囲外である。この放
電灯においては放電容器が、その壁に凝縮したタ
ングステンの結果として黒化すなわち、いわゆる
ブラツクニングを示す。

本発明による放電灯の他の例において、この放
電灯によつて消費される電力は400Wの値を有す
る。その電灯電流は3.2Aである。この放電灯
は、先端近くにタングステンコイルを設けた直径
1.2mmのタングステンピンから構成した２個の電
極を有する。このコイルは２列のコイル（すなわ
ちターン）から成り、コイルの最も外側の列は
3.6mmの最大直径を有する。コイルピツチは0.6mm
であり、各列は直径0.6mmの線の約10回転のコイ
ルを具える。

作動中放電が発生するピンが、電極の先端のコ
イルを越えて1.5mmの距離にわたつて突出するた
め、この電極の先端側における熱放散の性質がこ
のコイルによつてほんの僅かな程度しか影響され
ないだろう。この結果として有効直径deffは、こ
のピンの直径とはほんの僅か異なり、約1.3mmに
なろう。この放電灯に対して、比／（deff）^3/2
は約2.2である。この放電灯の作動状態における
電極先端は、約2500Kの温度を有する。

以上要するに、本発明はセラミツク放電容器３
を有する高圧ナトリウム蒸気放電灯に関するもの
である。ナトリウム及びおそらくは水銀に加え
て、この放電容器は又希ガスをも含む。この放電
容器中に耐火性金属から成る電極４が収納され
る。この放電灯の作動状態において、この電極４
の先端から放電が発生する。

本発明によれば、電極にはアルカリ土金属がな
く、この放電灯の作動状態における電極先端は
2400K〜2700Kの温度を有する。電極材料によつ
て引き起こされるナトリウムの消滅はこの方法に
おいて防止される（第２図）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電灯を示す模式図、第２
図は該電灯の放電容器を詳細に示す断面図であ
る。１……外被、２……電灯キヤツプ、３……放電
容器、３ａ……壁部、３ｂ……端部、４，５……
電極、６……ガラス封止、７……焼結された接合
箇所、８……電流供給導体、９……電流供給導
体、４０，５０……ピン状の電流供給部材。

Claims

【特許請求の範囲】１ナトリウム及び希ガスを含む充填物を入れた
セラミツク放電容器を有し、該放電容器の壁を通
して少なくとも１個の電流供給導体が放電容器中
に配置された耐火性金属の実質的にピン状の電極
まで延在し、該電極の先端から放電がこの放電灯
の作動状態において発生し、該電極にはアルカリ
土金属がない高圧ナトリウム蒸気放電灯におい
て、放電灯の作動状態において電極先端が2400K〜
2700Kの温度を有し、かつ放電灯の作動状態にお
いてがＡにおける放電灯電流であり、d_effがmm
における電極有効直径である場合に、２／（d_eff）^3/2５なる関係を満足することを特徴とする高圧ナトリ
ウム蒸気放電灯。２希ガスが、300Kにおいて少なくとも6.7KPa
（50torr）の圧力を有するキセノンであること、
及び電極が、実質的にタングステンから成りかつ
エミツタがないことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の高圧ナトリウム蒸気放電灯。