JPH09503096A - 低圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による低圧水銀蒸気放電ランプは、放電空間(11)を気密に封じ込め、水銀及び稀ガスを含む輻射射出放電容器(10)を具える。水銀は更に、公称動作中放電空間(11)と連通する蒸気圧制御部材(21)に存在する。この放電ランプは放電空間(11)中に放電維持手段(40)を有する。蒸気圧制御部材(21)は水銀制御部材(20)の一部を構成し、水銀制御部材(20)は更に水銀移送制御手段(22)を具える。水銀移送制御手段(22)は、少なくともランプが動作していない間は、放電空間(11)から蒸気圧制御部材(21)への水銀の移送を、室温で、放電容器内の飽和水銀蒸気の存在で測定して、放電空間の単位容積当たり５ng/h.cm³以下である範囲に制限する。本発明によるランプは、比較的高いランプ温度でも比較的高い初期輻射出力を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 低圧水銀蒸気放電ランプ 本発明は、水銀及び稀ガスを含む放電空間を気密に囲む輻射射出放電容器を具 え、水銀が蒸気圧制御部材中にあり、蒸気圧制御部材は公称動作中放電空間と連 通しており、更に放電空間における放電を維持する手段を具えた低圧水銀蒸気放 電ランプに関する。 このようなランプは、以下では蒸気圧制御ランプと呼ぶが、DE-PS 10 86 804( 1960)から既知である。用語「公称動作」は、この明細書及び請求の範囲におい ては、ランプの輻射出力が水銀蒸気圧が理想的である状態の下での最適動作での 出力の少なくとも８０％であるような、水銀蒸気圧の下での動作状態を示すもの として用いられる。蒸気圧制御部材は、既知のランプにおいてはアマルガムであ り、放電容器内の水銀蒸気圧を規制する。これは、ランプ負荷が高い場合に起き るようなランプ温度が比較的高い場合、又は密閉の或いは換気の悪い照明に用い られるランプの場合においても、ランプの公称動作が可能になるようにする。 既知のランプにおいては、室温での水銀蒸気圧は比較的低い。このため、既知 のランプにおいては、通常のランプ電源で動作する場合、ここではランプのスイ ッチを入れて１秒後の輻射出力として定義されている初期輻射出力が、かなり低 いという欠点を有する。更に、蒸気圧はランプのスイッチ投入後ゆっくりとしか 上がらないため、立ち上がり期間、即ち、ランプが最適動作と比較して８０％の 輻射出力に達するために必要な時間がかなり長い。 蒸気圧制御ランプは、特許US 3,227,907(1966)、NL 151 212(1967)及びDE-AS1 2 74 228(1968) に開示されており、この中では、電極の周りに、主アマルガム に加えて蒸気圧制御部材として作用する補助アマルガムを具えた電極リングが設 けられる。補助アマルガムが充分な水銀を含んでおれば、ランプは比較的短い立 ち上がり期間を持つ。事実、ランプのスイッチ投入時には、補助アマルガムが電 極によって加熱され、比較的速やかにそこに存在する水銀の大部分を放出する。 １つの条件はスイッチ投入前に充分に長い休止期間を取らなければならないこと であり、これにより、補助アマルガムが充分な水銀を取り込むことができる。休 止期間が比較的短い場合は、立ち上がり期間を短縮する効果が弱くなる。この場 合、更に補助アマルガムがランプのスイッチ投入の瞬間まで放電空間から水銀蒸 気を取り込み続けるため、従って蒸気圧を低く保つため、主アマルガムのみのラ ンプの場合に比較して、初期輻射出力が小さい。更に、比較的長いランプにおい ては、補助アマルガムによって放出される水銀が放電容器全体に拡がるまでに比 較的長い時間を要し、このようなランプでは、スイッチ投入後数分間、補助アマ ルガムの近傍に比較的明るい部分を示し、補助アマルガムから離れた部分に比較 的暗い部分を示すという欠点が表れる。 補助アマルガムを有する蒸気圧制御ランプにおいては、補助アマルガムに含ま れる水銀の量は、補助アマルガムの量及びランプの動作が休止している時間に依 存する。このランプの動作が休止している時間を、以後オフタイムと呼ぶ。ラン プ中の補助アマルガムが比較的多量の場合、長いオフタイムの後では補助アマル ガムが多量の水銀を含んでいるので、ランプの次のスイッチ投入時には、放電空 間内に過剰量の水銀を放出する。主アマルガムがこの過剰量を吸収するためには 数十分間かかる。この間、水銀蒸気圧は高過ぎ、このためランプの輻射出力が比 較的低い。ランプ中の補助アマルガムが比較的少量の場合、逆に、短いオフタイ ムの後では、スイッチ投入後最初の数十分間は補助アマルガムが主アマルガムに よる吸収を補償するためには少な過ぎる水銀しか含んでいない。この場合、水銀 蒸気圧は、最初は上がり、次に下がり、主アマルガムがその動作温度になるまで 再び上がることはない、という影響をもたらす。この影響を除くため、US 3,629 ,641(1971)は、電極から更に離れた位置にあり、第１補助アマルガムがそれ以上 の水銀を供給できない時にその役割を果たす第２補助アマルガムの使用を提案し ている。 しかしながら、ランプのスイッチ切断後、補助アマルガムが必要な量の水銀を 再び吸収するまでには長い時間が必要である。この時間以前にランプのスイッチ が投入されると、補助アマルガムが存在していても、ランプは長い立ち上がり期 間を持つ。 文献「ＴＬランプのためのアマルガム」（^"Amalgamen voor 'TL'-lampen",J.B loem，A.Bouwknegt，G.A.Wesselink，Phil1ps Techn．T.,第38巻,1978/79，第12 -17頁）は、室温で比較的高い蒸気圧を持つ主アマルガムの使用による、この問 題に対する解を示唆している。それでも、しかしながら、ランプの初期輻射出力 はまだ比較的低い。これに加え、低温での比較的高い蒸気圧は、通常、公称動作 が可能な温度範囲を狭くする。 無電極ランプにおける補助アマルガムの利用は、US 4,622,495(1986)から既知 である。 加うるに、上述のアマルガムランプは、蒸気圧制御部材を具えておらず、自由 水銀のみを含む低圧水銀蒸気放電ランプである。これらのランプは、以後水銀ラ ンプというが、室温での蒸気圧、従って初期輻射出力が比較的高いという利点を 有する。更に、立ち上がり期間が比較的短い。更に、この型の比較的長いランプ は、ランプのスイッチ切断後気相から解放された水銀が放電容器の内面全体に亘 って比較的容易に凝縮するため、スイッチ投入後においては、実質的にそれらの 全長に亘って実質的に一定の明るさを持つ。このランプのスイッチを新たに投入 すると水銀蒸気が放電容器の全長に亘って再び放出されるのである。比較的高い ランプ温度での公称動作は、動作温度で最適蒸気圧に近い蒸気圧に達するために 丁度充分な水銀を含む放電空間を持つ水銀ランプで達成することができる。しか しながら、ランプの寿命の間、例えば壁面又は放射材料に付着することによって 水銀が失われる。このように、実際には、ランプは有限の寿命しか持たない。従 って、実際の水銀ランプにおいては、公称動作の間の気相として必要な量よりか なり多い量の水銀を入れる。しかしながら、これは、蒸気圧が、放電容器中の最 も低温の部分の温度に基づく飽和蒸気圧に等しくなるという欠点になる。飽和蒸 気圧は温度と共に指数関数的に上がるので、温度の変化がランプの有効な光の比 較的強い変動を引き起こす。例えば、換気の悪い照明又は高いランプ負荷の場合 に起きる高温は、そのようなランプの輻射出力を著しく減少させる。 本発明の目的は、最初の文節で述べた種類のランプにおいて、少なくとも通常 の使用で、比較的高い初期輻射出力、短い立ち上がり期間、及び、比較的高いラ ンプ温度での比較的高い輻射出力を有するランプを提供することにある。 本発明によれば、上記の目的を達成するための最初の文節で述べた種類のラン プにおいては、蒸気圧制御部材は水銀制御部材の一部を構成し、水銀制御部材は 更に水銀移送制御手段を具え、水銀移送制御手段は放電空間から蒸気圧制御部材 への水銀の移送を制限し、少なくともランプが動作状態にないときは、この移送 量は、室温で飽和水銀蒸気の存在下の放電空間で測定して、放電空間の単位体積 当たり５ng/h.cm³以下であることを特徴とする。 ランプが動作状態にない期間は、この期間を以後オフ状態と呼ぶが、水銀移送 制御手段が蒸気圧制御部材への水銀の移送を制限するので、放電空間に充分な水 銀が残り、水銀移送制御手段を具えていないランプに比較してランプが点灯され た時の初期輻射出力を容易に高くすることができる。本発明によるランプは蒸気 圧制御ランプであるが、このランプは、例えば補助アマルガムのような付加手段 を必要とせずに、比較的短い立ち上がり期間を持っている。このランプは、動作 中蒸気圧制御部材が放電空間と連通しているので、比較的高いランプ温度におい ても比較的高い輻射出力を持つ。 水銀の移送は以下のようにして測定できる。管を放電容器に溶接してその内部 と連通させる。次に、管の端部を冷して、放電空間に存在する自由水銀をこの端 部に凝縮させる。この凝縮した水銀を実質的に取り除き、放射性トレーサー水銀²⁰³ Hgで置換する。次に、トレーサー水銀が蒸気圧制御部材に取り込まれる速度 を、ガンマ線検出器で測定する。 放電容器は内面上に発光層を具えることができる。この発光層は、例えば、２ 価のユーロピウムで活性化されたアルミン酸バリウムマグネシウム（ＢＡＭ）、 ３価のテルビウムで活性化されたアルミン酸セリウムマグネシウム（ＣＡＴ）、 及び、３価のユーロピウムで活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）を含む。 このランプは一般的な照明の目的に適している。他の実施例においては、発光層 は、鉛で活性化された珪酸バリウム（ＢＳＰ）を含む。このようなランプは太陽 寝台ランプとして用いられる。これと異なり、例えば消毒のためのランプにおい ては発光層は存在しない。 魅力的な実施例においては、水銀移送量が0.5ng/h.cm³以下である。このラン プは、例えば倉庫に保管する間のように長い期間休止状態にあった場合でも、比 較的高い初期輻射出力を持つ。 管状低圧水銀蒸気放電ランプにおいては、最適動作のために必要な水銀蒸気圧 が高く、このため、初期輻射出力は、放電容器の実効内径が小さくなるとこれに 比例して小さくなる。実効内径は、この明細書及び請求の範囲においては、ラン プの内面に沿った円周をπで除した値を意味する。実効内径は、円形の断面を持 つ放電容器においては内径に等しい。実際には、蒸気圧制御部材を具えていない 水銀ランプについては、初期輻射出力が、最適動作の間の輻射出力の凡そ100・ （１−ｅ^-D/15）％であることが見出された。ここで、Ｄは放電容器の実効内径 をmmで表した値である。蒸気圧制御ランプの放電容器の実効内径が小さくなるに 連れて、初期輻射出力が小さくなるばかりでなく、これに加えて、蒸気圧制御部 材が放電空間との連通を抑制することがないため、初期輻射出力に対する蒸気圧 低下の影響が大きくなる。 実効内径Ｄmmを持ち、水銀及び稀ガスを含む放電空間を気密に囲む輻射射出放 電容器を具え、水銀が蒸気圧制御部材中にあり、蒸気圧制御部材は公称動作中放 電空間と連通しており、一対の電極が放電空間に配置され、電流供給導体が一対 の電極から放電容器の外へ導出された、低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、本発 明によれば、蒸気圧制御部材は水銀制御部材の一部を構成し、水銀制御部材は更 に水銀移送制御手段を具え、少なくともランプが動作状態にないときは、蒸気圧 制御部材によって水銀の再吸収を制限し、ランプが公称動作で４時間点灯し連続 して１６時間動作を休止した後の初期輻射出力が室温で少なくとも最適動作の間 の輻射出力の70・（１−ｅ^-D15）％であることを特徴とする。 放電空間と蒸気圧制御部材との間に水銀移送制御手段が存在する本発明による ランプにおいては、蒸気圧制御部材が存在するにも拘わらず、同一の実効半径の 水銀ランプで得られる出力に対して少なくとも70％の初期輻射出力を実現してい る。 蒸気圧制御部材は、例えば蒸気圧制御部材と放電空間との間の部分に狭窄部を 有する通気管内に収容されており、この狭窄部は水銀移送制御手段を構成する。 蒸気圧制御部材及び通気管中の狭窄部が、一体になって、水銀制御部材を構成す る。水銀制御部材は独立の部品であることが好ましい。これは、本発明によるラ ンプを製造するために、存在する製造プロセスに対する変更を少なくする必要が ある場合に利点になる。 放電空間を気密に囲む輻射射出放電容器を具え、放電空間は水銀及び稀ガスを 含み且つ容積Ｖを持ち、水銀が蒸気圧制御部材中にあり、蒸気圧制御部材は公称 動作中放電空間と連通しており、放電空間中の放電を維持する手段を具える低圧 水銀蒸気放電ランプの１つの実施例は、本発明によれば、蒸気圧制御部材がホル ダー中に収容され且つホルダーの表面の面積Ａを持つ開口を通して放電空間と連 通しており、比Ａ／Ｖが2.5×10^-6ｍ^-1以下であることを特徴とする。蒸気圧制 御部材を含むこのホルダーは、ランプ製造の間、ランプ中の既知のランプにおい て蒸気圧制御部材が配置されている位置と同一の場所に配置することができる。 このホルダーは、例えばレーザービームによって設けられた開口を有するガラス のカプセルである。 この実施例の魅力的な変形は、この比Ａ／Ｖが2.5×10^-7ｍ^-1以下であること を特徴とする。このランプは、比較的長いオフタイムの後であっても比較的高い 初期輻射出力を有する。 水銀及び稀ガスを含む放電空間を気密に囲む輻射射出放電容器を具え、水銀が 蒸気圧制御部材中にあり、蒸気圧制御部材は、公称動作中放電空間と連通してお り、放電空間における放電を維持する手段を具えた低圧水銀蒸気放電ランプの１ つの実施例は、本発明によれば、蒸気圧制御部材がホルダーによって封じ込まれ ており、ホルダーは少なくとも１つの多孔性部分を持ち、この多孔性部分を通し て蒸気圧制御部材が放電空間と連通していることを特徴とする。 １つの実施例においては、ホルダー全体が多孔性部材、例えば蒸気圧制御部材 の周りに焼結されたセラミック部材から作られる。 有利な実施例においては、ホルダーが多孔性部分の側面に気密部分を具え、多 孔性部分が蒸気圧制御部材を気密部分のキャビティに封じ込めている。これは、 多孔性部分を蒸気圧制御部材に組み込む前に容易に製造でき、水銀制御部材の製 造を簡潔にするという利点を有する。 上記の実施例の魅力的な変形は、放電空間が容積Ｖを持ち、多孔性部分がキャ ビティの内側から外側の方向に長さＬを持ち、この方向を横切る面が面積Ａを持 ち、多孔性部分が多孔率ε及び湾曲率βを持つ材料からなっており、（ε／β² ）（Ａ／（Ｌ・Ｖ））が25×10^-3ｍ^-2以下であることを特徴とする。湾曲率βは 、多孔性物質中に形成されるチャネルの長さと、そのチャネルの始端と終端との 間の距離との比の平均値を意味するものと理解される。例えばセラミックのよう な実際の多孔性物質においては、この湾曲率は５と１０との間にある。多孔率は 比較的広い範囲で選択され、ホルダーの大きさに関する設計の自由度が高くなっ ている。このホルダーは、例えば石英ガラスからなる気密部分を持ち、この中に 酸化アルミニウムの多孔性部分を溶かし込む。 蒸気圧制御部材は例えばゼオライトである。しかしながら、本発明による好ま しいランプは、蒸気圧制御部材がアマルガムであることを特徴とする。アマルガ ムの使用は、高い温度での水銀蒸気圧を制限するばかりでなく、比較的広い温度 範囲で公称ランプ動作を可能にする。１つの実施例においては、アマルガムは酸 化物層と共に設けられる。酸化物層は、例えば比較的薄くすればこの層を通して の水銀の拡散が可能であり、この酸化物層は水銀移送制御手段を形成する。これ に代わる場合は、この酸化物層は比較的厚くてもよく、この場合は、水銀移送制 御手段は酸化物層中の遮断作用によって形成される。 水銀が比較的多いと、低圧水銀蒸気放電ランプの寿命の初期には動作中壁面に 水銀が付着する。これを防ぐため、本発明のランプの放電容器は、内面に金属酸 化物の保護層を具える。このような保護層は、例えば酸化スカンジウム、酸化イ ットリウム、酸化ランタン、又はランタニドの１つの酸化物であり、壁面への付 着による水銀の減少を防ぐ。これは、動作中にこの減少を補償するために蒸気圧 制御部材が比較的多量の水銀を供給することができる場合に有利である。これに よれば、ランプ寿命の初期にも充分に高い水銀蒸気圧を実現するために、付加的 な手段は必要ない。 水銀及び稀ガスを含む放電空間を気密に囲む輻射射出放電容器を具え、水銀が アマルガム中にあり、アマルガムは公称動作中放電空間と連通しており、放電空 間における放電を維持する手段を具えた低圧水銀蒸気放電ランプは、本発明によ れば、アマルガムは毛細管を通して放電空間と連通しており、アマルガムが毛細 管の内部に伸びていることを特徴とする。この毛細管は、例えば比較的短い毛細 管については直径数μm であり、比較的長い毛細管については数百μm までであ る。 ランプが動作状態にない場合、アマルガムは少なくとも実質的に固相であり、 アマルガムを通しての毛細管への水銀の拡散は実質的に起こらない。ランプ動作 の間は、アマルガムは実質的な程度に液相にある。従って、水銀はアマルガムを 通して比較的容易に拡散することができる。従って、蒸気圧制御部材が、ランプ が動作状態ではない時には放電空間から殆ど水銀を取り込まず、一方ランプが動 作状態にある時には実質的に妨害なしに水銀の移送を行うことが、簡単な方法で 達成される。動作中の水銀の損失はこのようにして補償される。 この実施例の実用的な変形は、細くなった先端が毛細管になっているガラス容 器にアマルガムが収容されている。アマルガムが入ったガラス容器は、一端に毛 細管を有する管にアマルガムを満たし、その後、管の反対側の端部から不活性ガ スで過剰の圧力を加え、液状のアマルガムを毛細管に押し込むことによって製造 することができる。次に管を毛細管の反対側のアマルガムのない箇所で溶融封止 する。溶融封止された部分を介して容器に接続されている管の残りの部分は、例 えば放電容器の壁部分に容器を取り付けるための取り付け手段として作用する。 これに代えて、この容器は、例えば管の残留部分から切り離された後、ランプの 通気管中に収容される。 変形された有利な実施例においては、アマルガムがホルダーの第１の部分のキ ャビティにあり、ホルダーはキャビティのアマルガムが充満していない部分にぴ ったり適合して挿入された第２の部分を持ち、毛細管によりホルダーの外側から キャビティに対してアクセスできるように構成される。このホルダーは極めて簡 単に組立てられる。アマルガムを第１の部分のキャビティに収容する。アマルガ ムを溶融状態にし、アマルガムが実質的に毛細管に入り込むまで第２の部分を第 １の部分のキャビティに押し込む。ホルダーのこの部分は、例えば金属、例えば ステンレススチールから作られる。これに代えて、この部分は耐熱性合成樹脂か ら製造される。この第１の部分のキャビティ及びこれに囲まれた第２の部分は、 例えば円筒形の断面を持つ。もう１つの実施例においては、キャビティ及びこれ に囲まれた第２の部分は、外側に向かって円錐形状に広がっている。ホルダーの 組立ては更に簡単になる。 本発明によるランプのこれら及び他の観点について、図面を用いて更に詳細に 説明する。 図１は本発明によるランプの第１の実施例の立面を示す図、 図２は図１のランプの部品を更に詳細に示す図、 図３は蒸気圧制御部材による水銀の再吸収を測定する装置の立面を示す図、 図４はランプの輻射出力をランプのスイッチ投入後の経過時間の関数として示 す図、 図５はランプの輻射出力をランプの周囲温度の関数として示す図、 図６は図２の部品の第２の実施例を示す図、 図７は図２の部品の第３の実施例を示す図、 図８は図２の部品の第４の実施例を示す図、 図９は本発明によるランプの第２の実施例の一部縦断面を含む立面を示す図で ある。 図１は、体積Ｖが30c^m3 の放電空間11を気密に取り囲む輻射射出放電容器10を 具える低圧水銀蒸気放電ランプを示す図である。この放電容器10は（実効）内径 Ｄが10mmの円形断面を持つ石灰ガラス管である。この管はホック型に曲げられて いる。放電容器10は、その内面12に発光物質ＢＡＭ、ＣＡＴ及びＹＯＸを含む発 光層（図示されていない）を具えている。放電容器10は、ハウジング70によって 支持されており、ハウジング70はランプ口金71に支持されている。放電空間11は 水銀と共に稀ガス、ここではアルゴンを含む。水銀は放電空間11中ばかりではな く、蒸気圧制御部材21にも存在する。蒸気圧制御部材21は、ここではアマルガム であり、図示の実施例においては、BiとInが重量比で67：33の合金と重量比で３ ％のHgとからなるアマルガムである。放電を維持する手段40は、放電空間11中に 配置された一対の電極41a、41b によって構成されている。一対の電極41a、41b は第１及び第２電極を具え、それぞれ放電容器10の凹んだ部分14a、14b によっ て支持されている。電流供給導体50a、50a'、50b、50b'は、電極対41a、41b か ら放電容器10の凹んだ部分14a、14b を通して外部に導出される。電流供給導体5 0a、50a'、50b、50b'は、ハウジング70に収容されランプ口金71で接点73a、73b に電気的に接続されている電源（図示されていない）に接続される。 蒸気圧制御部材21（図２に更に詳細に示されている）は水銀制御部材20の部分 を形成し、水銀制御部材20は更に水銀移送制御手段22を具える。 図示の実施例においては、アマルガム21は毛細管23を通して放電空間11と連通 しており、アマルガム21a が毛細管23中に伸びている。毛細管23はこの場合アマ ルガム21a と共に水銀移送制御手段22を構成する。図示の実施例においては、ア マルガム21a は、細くなった端部23が毛細管になっているガラス容器24中に入っ ている。毛細管23の内径は200 μm で長さは10mmである。容器24は管25と合体さ れており、この管25は放電容器10の凹んだ部分の１つ14a に溶着されている。 オフ状態のランプの蒸気圧制御部材による水銀の再吸収を測定するため、図３ に示されたような３アマルガム型の２つの装置（Ｉ、II）を作った。参照番号60 は、ここでは比較的細い端部61を持つ密閉された管を表し、細い端部61には、放 射性トレーサー水銀²⁰³Hgが収められ且つ開口を持つ水銀カプセル62が収容され ている。管60の反対側の端部63には、図２に示すような水銀制御部材20が配置さ れている。アマルガム21に吸収されたトレーサー水銀の量をΓスペクトロメータ ー64を用いて測定した。この測定により、上記の重量比Bi67In33＋３％Hgのアマ ルガムに加えて、重量比Pb20Bi46Sn34＋３％Hgのアマルガム及び重量比Pb20In40 Sn40＋３％Hgのアマルガムについて、図３に示された装置中の水銀蒸気で飽和さ れた雰囲気からどの程度の水銀を吸収するかを研究した。各元素の後の数字は、 アマルガムを構成する合金中のその元素の相対的な重量を示す。アマルガム中に 水銀を吸収する速度は、次に表にng/hを単位として与えられている。 Bilnの水銀制御部材における水銀移送は、それぞれ0.064及び0.073ng/hである 。図示のランプの実施例に用いた場合は、放電空間の体積が30cm³、単位体積当 たりの水銀移送が従ってそれぞれ0.0021及び0.0024 ng/h.cm³ である。水銀移 送はこのように上記の上限５ ng/h.cm³ より小さい。図示のランプの実施例に用 いる場合、他の水銀制御部材もこの要求に合致している。１つの例外のPbBiInア マルガムの装置IIの場合を除き、図示のランプの実施例に用いる水銀制御部材に おける単位体積当たりの水銀移送が実質的に0.５ng/h.cm³ 以下である。 装置IIの中にPbBiSnアマルガムを入れた場合、毛細管の長さの一部分に毛細管 とアマルガムとの間に隙間があることが考えられ、これにより、アマルガムの比 較的大きい表面領域が放電空間の雰囲気と接触する。この影響は、インジウムを 含むアマルガムの使用によって避けることができる。アマルガム中にこの金属が 存在すると、アマルガムのガラスに対する濡れ性と付着性を改善する。これに代 えて、例えば、金属毛細管を具えたホルダーを用いることもできる。これによっ ても、アマルガムに対する良好な付着性が得られる。 他の測定によれば、アマルガムが液体の状態にある場合は、ランプの動作状態 において、アマルガムを通して毛細管中への水銀の移送が、オフ状態に比較して 100 倍乃至1000倍の高速で起きることが示された。 初期輻射出力Φ_iを求めるため、図１に示されたランプを４時間動作させ、次 に１６時間スイッチを切った。図４は、ランプのスイッチを再び投入した後の時 間の関数として、輻射出力Φ_i を最適動作での輻射出力Φ_opt に対する比で表し た図である。１秒後に測定された初期輻射出力Φ_i は最適動作での値の４３％で あった。このように、初期輻射出力Φ_i は70・（1-e^-10/15）％、即ち34％より 大きい。立ち上がり期間は60秒であった。これは、従来の補助アマルガムのない アマルガムランプにおける立ち上がり期間よりかなり短い。この測定及び以下の 測定においては、このランプを定電流200mA 及び周波数45kHz で動作させた。 他の研究においては、周囲温度Ｔ_A を目的に応じて0と60℃との間で変化させ た。図５の曲線Ａは、この測定の結果を示す。輻射出力は、最適動作での輻射出 力Φ_opt に対する比で表されている。比較のため、放電容器中に自由水銀のみを 含む本発明によらないランプの輻射出力である曲線Ｂを示した。この測定から、 本発明によるランプの出力は、本発明によらないランプに比較して、温度に依存 する程度が低く、且つ、公称動作のための温度範囲がずっと広いことが明らかで ある。 水銀制御部材の第２の実施例が図６に示されている。図２に対応するこの図の 構成部品には100 大きい参照番号が付されている。この実施例においては、アマ ルガム121 はホルダー126 の第１の部分127 のキャビティ129 中にある。キャビ ティ129 は、内径1.56mmであり、6.8mm の深さにアマルガムが入っている。ホル ダー126 は更に第２の部分128 を具え、この第２の部分128 は４mmの長さで、キ ャビティ129 のアマルガム121 によって占められていない部分にぴったり嵌め込 まれている。第２の部分128 内の内径 172μm の毛細管123 は、ホルダー126 の 外側からキャビティ129 の内部へのアクセスを可能にしている。アマルガム121 は毛細管123 に伸びている。他の実施例では、毛細管は、例えば第１の部分にあ るか、又は、毛細管が、例えば他の部分と接触している面内の部分の１つの溝に よって構成される。ホルダーは、例えばランプの通気管の中に配置される。これ に代えて、ホルダーは、例えば放電容器の壁に溶着されたロッドに固着されても よい。 図７は水銀制御部材220 の第３の実施例を示す。この図においては、図２に対 応する構成部品に200 大きい参照番号が付されている。この実施例においては、 蒸気圧制御部材221 がガラスのカプセルによって形成されているホルダー226 中 に封入されている。蒸気圧制御部材221 は、面積Ａが２μm²の開口230 を通して 放電空間11と連通している。容積30cm³ の図１によるランプについての比Ａ／Ｖ は6.7×10^-8ｍ^-1であり、これは前記の2.5×10^-6ｍ^-1より小さく、且つ、更に2. 5×10^-7ｍ^-1よりも小さい。 水銀制御部材の第４の実施例320 が図８に示されている。ここでは、図２に対 応する構成部品に300 大きい参照番号が付されている。この実施例においては、 蒸気圧制御部材321 がホルダーと少なくとも１つの多孔性部分331 とによって封 入されており、多孔性部分331 を通して蒸気圧制御部材321 が放電空間11と連通 している。この図示された実施例においては、ホルダー326 が多孔性部分331 の 側面に気密部分332 を具える。多孔性部分331 は、蒸気圧制御部材321 を気密部 分332 のキャビティ329 に封じ込める。多孔性部分331 は、セラミックの円筒で あり、キャビティの内側から外側への方向で見た長さＬが10mm、これを横切る方 向から見た面積Ａは3.14mm² である。このセラミック材料は、ここでは酸化アル ミニウムであり、多孔率εは0.002 であり、湾曲率βは５である。図１によるラ ンプについての（ε／β²）（Ａ／（Ｌ・Ｖ））の値は0.00084m^-2であり、これ は0.025m^-2より小さい。 本発明によるランプの他の実施例が図９に示されている。この図においては、 図１に対応する構成部品に400 大きい参照番号が付されている。図７に示された ランプは、梨形のエンベロープ部分415 及びフレアー形のカラー部分417 によっ てエンベロープ部分415 に接続された管状の鞘部分416 を持つ放電容器410 を有 する。放電容器410 は、内面412 に発光層413 を具える。放電容器410 は、ハウ ジング470 によって支持され、ハウジング470 はランプ口金471 によって支持さ れる。鞘部分416 の中心には通気管418 があり、通気管418 はフレアー形のカラ ー部分417 と反対側の端部419 で放電空間411 と接続している。放電空間411 は 水銀及び稀ガス、例えばアルゴンを含む。水銀は更に水銀制御部材420 の一部を 構成する蒸気圧制御部材421 中に存在する。水銀制御部材420 は通気管418 の中 に、第１及び第２の隆起部418aと418bとの間に配置される。水銀制御部材420 は 例えば図２、６、７又は８に示された実施例の１つである。放電を維持する手段 440 はコイル442 から形成され、このコイル442 は鞘部分416 の中の通気管418 の周りに収容されている。コイル442 は、電流供給導体450a、450bを介して電源 472 に接続され、電源472 は、ハウジング470 に収容されランプ口金471 で接点 473a、473bに接続されている。図示された実施例においては、コイル442 は、軟 磁性材料のコア443 の周りに設けられている。他の実施例では、コアは存在しな い。更に他の実施例では、コイルは放電空間に配置される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファン ハーシュトレヒト ヨハネス テ オドラス ヤコブス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 カイザー レナト ドイツ連邦共和国 デー―52078 アーヘ ン ドロセルファート 13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水銀及び稀ガスを含む放電空間(11)を気密に囲む輻射射出放電容器(10)を具 え、水銀が蒸気圧制御部材(21)中にあり、蒸気圧制御部材(21)は公称動作中放電 空間(11)と連通しており、放電空間(11)における放電を維持する手段(40)を具え た低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、蒸気圧制御部材(21)は水銀制御部材(20)の 一部を構成し、水銀制御部材(20)は更に水銀移送制御手段(22)を具え、水銀移送 制御手段(22)は放電空間(11)から蒸気圧制御部材(21)への水銀の移送を制限し、 少なくともランプが動作状態にないときは、この移送量は、室温で飽和水銀蒸気 の存在下の放電空間で測定して、放電空間(11)の単位体積当たり５ng/h・cm³以 下であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ２．請求項１に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀移送量が０．５ng /h・cm³以下であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ３．実効内径Ｄmmを持ち、水銀及び稀ガスを含む放電空間(11)を気密に囲む輻射 射出放電容器(10)を具え、水銀が蒸気圧制御部材(21)中にあり、蒸気圧制御部材 (21)は公称動作中放電空間(11)と連通しており、一対の電極(41a,41b) が放電空 間(11)に配置され、電流供給導体(50a,50a;50b,50b)が一対の電極(41a,41b)から 放電容器(10)の外へ導出された、低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、蒸気圧制御 部材(21)は水銀制御部材(20)の一部を構成し、水銀制御部材(20)は更に水銀移送 制御手段(22)を具え、少なくともランプが動作状態にないときは、蒸気圧制御部 材(21)によって水銀の再吸収を制限し、ランプが公称動作で４時間点灯し連続し て１６時間動作を休止した後の初期輻射出力が室温で少なくとも最適動作の間の 輻射出力の70・（１−ｅ^-D/15）％であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ラ ンプ。 ４．放電空間(11)を気密に囲む輻射射出放電容器(10)を具え、放電空間(11)は水 銀及び稀ガスを含み且つ容積Ｖを持ち、水銀が蒸気圧制御部材(221)中にあり、 蒸気圧制御部材(221)は公称動作中放電空間(11)と連通しており、放電空間(11) 中の放電を維持する手段(40)を具える低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、蒸気圧 制御部材(221)がホルダー(226) 中に収容され且つホルダー(226) の表 面の面積Ａを持つ開口230 を通して放電空間(11)と連通しており、比Ａ／Ｖが2. 5×10^-6ｍ^-1下であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ５．請求項４に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、前記比が、2.5×10^-7 ｍ^-1以下であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ６．水銀及び稀ガスを含む放電空間(11)を気密に囲む輻射射出放電容器(10)を具 え、水銀が蒸気圧制御部材(321) 中にあり、蒸気圧制御部材(321) は公称動作中 放電空間(11)と連通しており、放電空間(11)における放電を維持する手段(40)を 具えた低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、蒸気圧制御部材(321) はホルダー(326 ) によって囲まれ、ホルダー(326) は少なくとも１つの多孔性部分(331)を持ち 、この多孔性部分(331) を通して蒸気圧制御部材(321) が放電空間(11)と連通し ていることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ７．請求項６に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、ホルダー(326) が多孔 性部分(331) の側面に気密部分(332) を具え、多孔性部分(331) が蒸気圧制御部 材(321) を気密部分(332) のキャビティ(329) に封じ込めていることを特徴とす る低圧水銀蒸気放電ランプ。 ８．放電空間が容積Ｖを持つ、請求項７に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおい て、多孔性部分(331) が、キャビティ(329) の内側から外側の方向に長さＬを持 ち、この方向を横切る面の面積Ａを持ち、多孔性部分が多孔率ε及び湾曲率βを 持つ材料からなっており、（ε／β²）（Ａ／（Ｌ・Ｖ））が25×10^-3ｍ^-2以下 であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 ９．請求項１乃至８のいずれか１項に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、 蒸気圧制御部材(21)がアマルガムであることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ラン プ。 10．水銀及び稀ガスを含む放電空間(11)を気密に囲む輻射射出放電容器(10)を具 え、水銀がアマルガム(21)中にあり、アマルガム(21)は公称動作中放電空間(11) と連通しており、放電空間(11)における放電を維持する手段(40)を具えた低圧水 銀蒸気放電ランプにおいて、アマルガム(21)は毛細管(23)を通して放電空間(11) と連通しており、アマルガム(21a) が毛細管(23)の内部に伸びていることを特徴 とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 11．請求項１０に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマルガム(21)が、 細くなった先端が毛細管(23)になっているガラス容器(24)に収容されていること を特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。 12．請求項１０に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマルガム(121) が 、ホルダー(126) の第１の部分(127) のキャビティ(129) にあり、ホルダー(l26 )はキャビティ(129)のアマルガム(121) が充満していない部分にぴったり適合し て挿入された第２の部分(128) を持ち、毛細管(123) によりホルダー(l26）の外 側からキャビティ(129) に対してアクセスできるように構成されることを特徴と する低圧水銀蒸気放電ランプ。