JPH0615393Y2 - 高圧ナトリウム放電灯 - Google Patents
高圧ナトリウム放電灯Info
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- JPH0615393Y2 JPH0615393Y2 JP1986084846U JP8484686U JPH0615393Y2 JP H0615393 Y2 JPH0615393 Y2 JP H0615393Y2 JP 1986084846 U JP1986084846 U JP 1986084846U JP 8484686 U JP8484686 U JP 8484686U JP H0615393 Y2 JPH0615393 Y2 JP H0615393Y2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、ランプキャップを設けかつ放電容器が配置さ
れる排気空間を取囲む外側バルブを有し、内部起動器と
協働させるか、あるいは外部起動器と協働させて、グロ
ー放電なしに作動するようにした高圧ナトリウム放電灯
に関するものである。
れる排気空間を取囲む外側バルブを有し、内部起動器と
協働させるか、あるいは外部起動器と協働させて、グロ
ー放電なしに作動するようにした高圧ナトリウム放電灯
に関するものである。
従来の技術 上記種類の電灯は、例えば、欧州特許出願第13288号
（実開昭60-50458号に対応）から知られている。この種
の電灯は、発光効率が高く、比較的寿命が長く、さら
に、放射する可視光線の色がふさわしいため、とりわけ
一般照明にしばしば用いられる。
（実開昭60-50458号に対応）から知られている。この種
の電灯は、発光効率が高く、比較的寿命が長く、さら
に、放射する可視光線の色がふさわしいため、とりわけ
一般照明にしばしば用いられる。
この放電灯の放電容器は、例えば、緻密に焼結された多
結晶酸化アルミニウム又は単結晶サフアィアのようなセ
ラミック金属酸化物から一般に作られる。この放電容器
は、充填成分としてナトリウムアマルガムを有し、この
ナトリウムアマルガムは一般に過剰量使用されている。
このナトリウムアマルガムを過剰量使用した放電灯で
は、その蒸気圧は、放電灯の作動状態で、最低のスポッ
ト温度として一般に知られている過剰の凝縮物の温度に
よって決定される。
結晶酸化アルミニウム又は単結晶サフアィアのようなセ
ラミック金属酸化物から一般に作られる。この放電容器
は、充填成分としてナトリウムアマルガムを有し、この
ナトリウムアマルガムは一般に過剰量使用されている。
このナトリウムアマルガムを過剰量使用した放電灯で
は、その蒸気圧は、放電灯の作動状態で、最低のスポッ
ト温度として一般に知られている過剰の凝縮物の温度に
よって決定される。
高圧ナトリウム放電灯は高い点弧電圧を有するので、起
動器と協働させて作動する。
動器と協働させて作動する。
本考案による放電灯は、内部起動器と協働させるか、又
は外部起動器と協働させてグロー放電なしに作動するよ
うにする。この「外部起動器」という言葉は、本明細書
では、起動器を外側バルブによって取囲まれる排気空間
内に配置するのでなく、外側バルブによって取囲まれる
排気空間から空間的に隔離された起動器を意味するもの
と理解すべきである。この外部起動器は、この放電灯の
任意の位置に、例えば、放電灯を取付ける照明器具に、
又はこの照明器具を固着するポストに、配置することが
できる。さらに、この起動器をランプキャップに配置す
ることもできる。
は外部起動器と協働させてグロー放電なしに作動するよ
うにする。この「外部起動器」という言葉は、本明細書
では、起動器を外側バルブによって取囲まれる排気空間
内に配置するのでなく、外側バルブによって取囲まれる
排気空間から空間的に隔離された起動器を意味するもの
と理解すべきである。この外部起動器は、この放電灯の
任意の位置に、例えば、放電灯を取付ける照明器具に、
又はこの照明器具を固着するポストに、配置することが
できる。さらに、この起動器をランプキャップに配置す
ることもできる。
既知の放電灯では、電灯電圧が、最初の低下後この放電
灯の寿命中連続的上昇を示すことが実際に見出された。
交流電圧によって作動する放電灯に対しては、供給電圧
の極性の各変化後における再点弧電圧の上昇にもつなが
る。電灯電圧と再点弧電圧との連続的上昇は、この放電
灯が消灯し、寿命の終わりに達することになる。一般
に、電灯電圧の低下は、出力の低下と、この放電灯の発
光光束の減少とに至る。
灯の寿命中連続的上昇を示すことが実際に見出された。
交流電圧によって作動する放電灯に対しては、供給電圧
の極性の各変化後における再点弧電圧の上昇にもつなが
る。電灯電圧と再点弧電圧との連続的上昇は、この放電
灯が消灯し、寿命の終わりに達することになる。一般
に、電灯電圧の低下は、出力の低下と、この放電灯の発
光光束の減少とに至る。
考案の目的と目的達成の手段 本考案の目的は、高圧ナトリウム放電灯の寿命中の電灯
電圧の連続的上昇を減少させるための装置を提供するこ
とである。
電圧の連続的上昇を減少させるための装置を提供するこ
とである。
本考案の目的はさらに、この放電灯の寿命を長くし、か
つこの放電灯の寿命中の電灯効率の変動をできるだけ増
大させないことである。
つこの放電灯の寿命中の電灯効率の変動をできるだけ増
大させないことである。
本考案によれば、冒頭の段落に記載される種類の放電灯
は、この 外側バルブによって取囲まれた空間に、密閉ホールダー
を収容し、該密閉ホールダーが、少なくともヘリウムを
収容しており、かつ該密閉ホールダーの壁が主としてガ
ラスを形成する成分から成り、さらに密閉ホールダーが
次の関係式を有すること、 ここで、Ｏはm2で表わした密閉ホールダーのヘリウムを
透過させる外側表面の面積、 Ｖが、m3で表わした密閉ホールダーによって取囲まれる
容積、 ｄが、ｍで表わした密閉ホールダーの壁厚であることを
特徴とする。
は、この 外側バルブによって取囲まれた空間に、密閉ホールダー
を収容し、該密閉ホールダーが、少なくともヘリウムを
収容しており、かつ該密閉ホールダーの壁が主としてガ
ラスを形成する成分から成り、さらに密閉ホールダーが
次の関係式を有すること、 ここで、Ｏはm2で表わした密閉ホールダーのヘリウムを
透過させる外側表面の面積、 Ｖが、m3で表わした密閉ホールダーによって取囲まれる
容積、 ｄが、ｍで表わした密閉ホールダーの壁厚であることを
特徴とする。
ここで「ガラスを形成する成分」とは、SiO2,B2O3及びP
2O5の単独又は組合わせを意味するものと理解すべきで
ある。
2O5の単独又は組合わせを意味するものと理解すべきで
ある。
本考案による放電灯は、電灯電圧が連続的上昇を示す
が、この連続的上昇は、既知の放電灯に比して可成り低
減される。放電灯の寿命が電灯電圧の上昇によって制限
される限りでは、本考案による放電灯において放電灯の
寿命が延ばされる。本考案による放電灯の効率は、既知
の放電灯の効率に匹敵することが見出された。
が、この連続的上昇は、既知の放電灯に比して可成り低
減される。放電灯の寿命が電灯電圧の上昇によって制限
される限りでは、本考案による放電灯において放電灯の
寿命が延ばされる。本考案による放電灯の効率は、既知
の放電灯の効率に匹敵することが見出された。
本考案を次の如く説明することができる。既知の放電灯
では、その寿命中に、熱特性が、放電容器の端部の黒化
の影響により変化することが見出され、その結果最低の
スポット温度も上昇する。この最低（最冷）スポット温
度の上昇は、電灯電圧の上昇をもたらす。
では、その寿命中に、熱特性が、放電容器の端部の黒化
の影響により変化することが見出され、その結果最低の
スポット温度も上昇する。この最低（最冷）スポット温
度の上昇は、電灯電圧の上昇をもたらす。
最低スポット温度の降下をもたらす放電容器の熱消散を
増加させるような方法で熱特性に影響を及ぼす方法は、
この放電容器の周りの真空度を低減させることにある。
これは、例えば、米国特許第3,932,781号明細書（特開
昭46-5895号）から、それ自体は知られている。この場
合、放電容器の全表面にわたる熱伝導によって熱消散が
得られる。しかしながら、これは一般に放電灯の効率に
影響を及ぼす。熱特性に影響を及ぼすこの既知の方法に
おいては、この放電灯の全寿命中に同じ程度に影響が及
ぼされる。他方において、確かめられた電灯電圧の上昇
は、時間と共に増大する現象である。
増加させるような方法で熱特性に影響を及ぼす方法は、
この放電容器の周りの真空度を低減させることにある。
これは、例えば、米国特許第3,932,781号明細書（特開
昭46-5895号）から、それ自体は知られている。この場
合、放電容器の全表面にわたる熱伝導によって熱消散が
得られる。しかしながら、これは一般に放電灯の効率に
影響を及ぼす。熱特性に影響を及ぼすこの既知の方法に
おいては、この放電灯の全寿命中に同じ程度に影響が及
ぼされる。他方において、確かめられた電灯電圧の上昇
は、時間と共に増大する現象である。
ヘリウムが温度の影響のもとに石英及びガラスを通して
拡散することは知られている。ヘリウムを含みかつ大部
分がガラスを形成する成分から成る壁を有する密閉ホー
ルダーを外側バルブによって取囲まれる排気空間内に配
置する場合、ある温度において、高圧ナトリウム放電灯
の作動中において、電灯電圧の上昇が可成り減じるよう
な程度まで取囲まれた空間中にヘリウムが拡散すること
が発見された。しかし、ヘリウムの拡散により電灯電圧
の最初の低下は僅かに大きくなるが、これは、電灯効率
に対しほんの少ししか影響を及ぼさないことが見出され
る。
拡散することは知られている。ヘリウムを含みかつ大部
分がガラスを形成する成分から成る壁を有する密閉ホー
ルダーを外側バルブによって取囲まれる排気空間内に配
置する場合、ある温度において、高圧ナトリウム放電灯
の作動中において、電灯電圧の上昇が可成り減じるよう
な程度まで取囲まれた空間中にヘリウムが拡散すること
が発見された。しかし、ヘリウムの拡散により電灯電圧
の最初の低下は僅かに大きくなるが、これは、電灯効率
に対しほんの少ししか影響を及ぼさないことが見出され
る。
この密閉ホールダーは放電容器の一端部の近くに配置す
るのが好ましい。これは、この密閉ホールダーが放電さ
れる可視光線を僅かしかさえぎらず、かつ十分に高温に
達するという利点を与える。
るのが好ましい。これは、この密閉ホールダーが放電さ
れる可視光線を僅かしかさえぎらず、かつ十分に高温に
達するという利点を与える。
本考案による放電灯の好適の実施例にいて、密閉したホ
ールダーの壁は、少なくとも65であり最大で90であるガ
ラスを形成する成分のモル フラクションすなわちモル
分率を含む。90より高いモル分率を用いても、妨げられ
るべき電灯電圧の上昇よりも、最初この電圧降下の影響
が可成り大きいような速度でヘリウムの拡散が起こる。
これは、電灯効率の最初の強力な低下をもたらし、それ
は受入れることができない。
ールダーの壁は、少なくとも65であり最大で90であるガ
ラスを形成する成分のモル フラクションすなわちモル
分率を含む。90より高いモル分率を用いても、妨げられ
るべき電灯電圧の上昇よりも、最初この電圧降下の影響
が可成り大きいような速度でヘリウムの拡散が起こる。
これは、電灯効率の最初の強力な低下をもたらし、それ
は受入れることができない。
65より小さいモル分率では、電灯電圧の連続的上昇を、
密閉ホールダーの大きな表面の使用によって辛うじて有
効に妨げることができるような低速度でヘリウムの拡散
が進行することになる。
密閉ホールダーの大きな表面の使用によって辛うじて有
効に妨げることができるような低速度でヘリウムの拡散
が進行することになる。
有利な実施例においては、密閉ホールダーに対して次の
如き関係式が適用される。すなわち、 ここで、Ｏは密閉ホールダーのヘリウムを透過させる外
側表面のm2にて表わした面積であり、 Ｖはm3にて表わした密閉ホールダーによって取囲まれた
体積であり、さらにｄはｍにて表わした密閉ホールダー
の壁の厚さである。
如き関係式が適用される。すなわち、 ここで、Ｏは密閉ホールダーのヘリウムを透過させる外
側表面のm2にて表わした面積であり、 Ｖはm3にて表わした密閉ホールダーによって取囲まれた
体積であり、さらにｄはｍにて表わした密閉ホールダー
の壁の厚さである。
なる関係が106よりも大きい値を有する場合は、約2000
作動時間の寿命をもって、これが、同じ寿命の既知の放
電灯と比較して、約10％またはそれより高い電灯効率の
低下に導く程、密閉ホールダーの壁を通して、このヘリ
ウムは急速に拡散することが見出される。
作動時間の寿命をもって、これが、同じ寿命の既知の放
電灯と比較して、約10％またはそれより高い電灯効率の
低下に導く程、密閉ホールダーの壁を通して、このヘリ
ウムは急速に拡散することが見出される。
前記の関係の値が2.5×105より小さい場合は、ヘリウム
の非常に高い充填圧力又は密閉ホールダーの附加的加熱
のような、特別の処理をとらない場合、熱消散に及ぼす
影響と、これによる電灯電圧の連続的上昇の制止とを無
視できる程、ヘリウムの拡散が非常に小さくなるという
欠点がある。
の非常に高い充填圧力又は密閉ホールダーの附加的加熱
のような、特別の処理をとらない場合、熱消散に及ぼす
影響と、これによる電灯電圧の連続的上昇の制止とを無
視できる程、ヘリウムの拡散が非常に小さくなるという
欠点がある。
さらに別の有利な実施例においては、次の如き関係式が
この放電灯に対して適用される。すなわち、 ここで、Ｖはm3にて表わした密閉ホールダーによって取
囲まれる容積であり、Vbはm3にて表わした外側バルブに
よって取囲まれる空間の容積であり、さらにＰは、Paに
て表わした300Kにおける密閉ホールダーの中のヘリウム
の充填圧力である。
この放電灯に対して適用される。すなわち、 ここで、Ｖはm3にて表わした密閉ホールダーによって取
囲まれる容積であり、Vbはm3にて表わした外側バルブに
よって取囲まれる空間の容積であり、さらにＰは、Paに
て表わした300Kにおける密閉ホールダーの中のヘリウム
の充填圧力である。
この関係の値が94より大きい場合は、ヘリウムの拡散
が、これが最初この放電灯の効率の可成りの低下に導く
ような高速度で、進行する。24より小さいこの関係の値
において、例えば、附加的加熱又は壁厚の減少のような
附加的処理が、電灯電圧の上昇を効果的に引下げるため
に必要であることが判る。
が、これが最初この放電灯の効率の可成りの低下に導く
ような高速度で、進行する。24より小さいこの関係の値
において、例えば、附加的加熱又は壁厚の減少のような
附加的処理が、電灯電圧の上昇を効果的に引下げるため
に必要であることが判る。
実施例 本考案による放電灯の実施例を、図面を参照して説明す
る。
る。
図面は本考案の一実施例を示す一部断面正面図である。
高圧ナトリウム放電灯の外側バルブ１は、ランプキヤッ
プ２を有し、放電容器３が配置されている排気した空間
13を取囲んでいる。この放電容器３の両端部には電極
４，５を設ける。この放電灯の作動状態では、放電が電
極４及び５の間で起こる。電極４は、金属細条６によっ
て、電流供給導体７に接続される。この電流供給導体７
はランプキャップ２の接続部材に接続されている。他方
の電極５は、金属細条８を経由して、剛性を有する電流
供給導体９に接続され、この電流供給導体９はランプキ
ヤップ２のもう一方の接続部材に接続されている。
プ２を有し、放電容器３が配置されている排気した空間
13を取囲んでいる。この放電容器３の両端部には電極
４，５を設ける。この放電灯の作動状態では、放電が電
極４及び５の間で起こる。電極４は、金属細条６によっ
て、電流供給導体７に接続される。この電流供給導体７
はランプキャップ２の接続部材に接続されている。他方
の電極５は、金属細条８を経由して、剛性を有する電流
供給導体９に接続され、この電流供給導体９はランプキ
ヤップ２のもう一方の接続部材に接続されている。
参照数字10は密閉ホールダーを表わし、この密閉ホール
ダーにはガラス壁10aを有する。電流供給導体９に固着
される線11,12によって、このホールダー10の位置が定
められる。単一の線によってこのホールダーの位置決め
をしても良い。この位置決めする線を電流供給導体７に
固着することもできる。
ダーにはガラス壁10aを有する。電流供給導体９に固着
される線11,12によって、このホールダー10の位置が定
められる。単一の線によってこのホールダーの位置決め
をしても良い。この位置決めする線を電流供給導体７に
固着することもできる。
実際の場合は、70Wの電力を消費し、外部起動器と協働
して、50Hz、220Vの電圧供給源において作動するように
設計制作した高圧ナトリウム電灯に関したものであっ
た。外側バルブ１によって取囲まれた排気空間13は、26
0×10-6m3の容積Vbがあった。密閉したホールダー10
は、1.7×10-6m3の容積Ｖと、7.9×10-4m2のヘリウムを
透過させる表面と、さらに、0.9mmのガラス壁10aの壁厚
とがあった。この密閉ホールダー10の300Kにおけるヘリ
ウムの充填圧力は７KPaであった。従ってこの密閉ホー
ルダーに対して、関係 が、5.1×105の値を有した。この放電灯に対して、関係 は47の値である。この密閉ホールダーの壁10aは、ガラ
スを形成する成分として、77のモル分率（モル分数；モ
ルフラクション）のSiO2を含むガラスから成るものであ
った。この放電灯の作動中、密閉ホールダーの壁は、約
180℃の温度となった。ここで記載した放電灯の電灯電
圧と、電灯効率とを、その寿命中、数回測定した。これ
を、先行技術による放電灯に対しても同じ方法で行っ
た。これらの結果は下表に記載してある。電灯電圧値
と、効率の値とは、100作動時間についての％で表わし
た。さらに、150W及び400Wの消費電力に設計された電灯
の同様の結果も記載してある。
して、50Hz、220Vの電圧供給源において作動するように
設計制作した高圧ナトリウム電灯に関したものであっ
た。外側バルブ１によって取囲まれた排気空間13は、26
0×10-6m3の容積Vbがあった。密閉したホールダー10
は、1.7×10-6m3の容積Ｖと、7.9×10-4m2のヘリウムを
透過させる表面と、さらに、0.9mmのガラス壁10aの壁厚
とがあった。この密閉ホールダー10の300Kにおけるヘリ
ウムの充填圧力は７KPaであった。従ってこの密閉ホー
ルダーに対して、関係 が、5.1×105の値を有した。この放電灯に対して、関係 は47の値である。この密閉ホールダーの壁10aは、ガラ
スを形成する成分として、77のモル分率（モル分数；モ
ルフラクション）のSiO2を含むガラスから成るものであ
った。この放電灯の作動中、密閉ホールダーの壁は、約
180℃の温度となった。ここで記載した放電灯の電灯電
圧と、電灯効率とを、その寿命中、数回測定した。これ
を、先行技術による放電灯に対しても同じ方法で行っ
た。これらの結果は下表に記載してある。電灯電圧値
と、効率の値とは、100作動時間についての％で表わし
た。さらに、150W及び400Wの消費電力に設計された電灯
の同様の結果も記載してある。
この表から、70Wに設計された本考案による放電灯が、1
0,000作動時間後の既知の放電灯よりも電灯電圧の上昇
が約20％少ないことが明らかである。本考案のものと、
既知のものとの、これらの２個の放電灯は、そのうちの
１つも寿命の終わりまで到達しなかったけれども、本考
案による放電灯が既知の放電灯の寿命よりも約25％長い
寿命を持つことが、電灯電圧の上昇の推移から期待でき
る。
0,000作動時間後の既知の放電灯よりも電灯電圧の上昇
が約20％少ないことが明らかである。本考案のものと、
既知のものとの、これらの２個の放電灯は、そのうちの
１つも寿命の終わりまで到達しなかったけれども、本考
案による放電灯が既知の放電灯の寿命よりも約25％長い
寿命を持つことが、電灯電圧の上昇の推移から期待でき
る。
70W用に設計製作された本考案による放電灯において
は，排気された空間におけるヘリウム圧力が、100作動
時間後には０Paでり、10,000作動時間後には、3.6Paで
あった。300Kにおいて測定された密閉ホールダー中のヘ
リウム圧力は、100作動時間後の７KPaから10,00000作動
時間後の6.2KPaまで低下していた。
は，排気された空間におけるヘリウム圧力が、100作動
時間後には０Paでり、10,000作動時間後には、3.6Paで
あった。300Kにおいて測定された密閉ホールダー中のヘ
リウム圧力は、100作動時間後の７KPaから10,00000作動
時間後の6.2KPaまで低下していた。
図面は本考案の一実施例を示す部分断面側面図である。 １……外側バルブ ２……ランプキャップ ３……放電容器 ４，５……電極 ６，８……金属細条 ７，９……電流供給導体 10……密閉ホールダー 10a……カラス壁 11,12……継線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−99962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−84176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−114255（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−8310（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (4)
- 【請求項１】ランプキャップを設けかつ放電容器が配置
される排気空間を取囲む外側バルブを有し、内部起動器
と協働させるか、あるいは外部起動器と協働させて、グ
ロー放電なしに作動するようにした高圧ナトリウム放電
灯において、 外側バルブによって取囲まれた空間に、密閉ホールダー
を収容し、該密閉ホールダーが、少なくともヘリウムを
収容しており、かつ該密閉ホールダーの壁が主としてガ
ラスを形成する成分から成り、 さらに密閉ホールダーが次の関係式を有すること、 ここで、Ｏはm2で表わした密閉ホールダーのヘリウムを
透過させる外側表面の面積、 Ｖが、m3で表わした密閉ホールダーによって取囲まれる
容積、 ｄが、ｍで表わした密閉ホールダーの壁厚である、 ことを特徴とする高圧ナトリウム放電灯。 - 【請求項２】密閉ホールダーを放電容器の一端部の近く
に配置したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
１項記載の高圧ナトリウム放電灯。 - 【請求項３】密閉ホールダーの壁が、最小が65で最大が
90であるガラスを形成する成分のモル分率を有すること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項
に記載の高圧ナトリウム放電灯。 - 【請求項４】放電灯は、 Ｖがm3で表わした密閉ホールダーによって取囲まれる容
積であり、 Vbがm3で表わした外側バルブによって取囲まれる容積で
あり、 さらに、ＰがPaにて表わした300Kにおける密閉ホールダ
ーの中のヘリウムの充填圧力である場合に、次の関係式 を満足することを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれか１項に記載の高圧ナトリウ
ム放電灯。
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| NL8501615 | 1985-06-05 | ||
| NL8501615 | 1985-06-05 |
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