JPH0982280A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents

低圧水銀蒸気放電灯

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JPH0982280A
JPH0982280A JP25571895A JP25571895A JPH0982280A JP H0982280 A JPH0982280 A JP H0982280A JP 25571895 A JP25571895 A JP 25571895A JP 25571895 A JP25571895 A JP 25571895A JP H0982280 A JPH0982280 A JP H0982280A
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JP
Japan
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mercury
vapor discharge
discharge lamp
arc tube
mercury vapor
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JP25571895A
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Takashi Ii
隆史 伊比
Takashi Ito
孝志 伊藤
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Iwasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwasaki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命末期まで安定した高い殺菌線出力維持率
を保持する低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【解決手段】 石英ガラスよりなる発光管1の内面にAl
2 3 などの金属酸化膜2を0.01〜5μmの厚さに形成
し、その両端には、タングステンフィラメント3a,3
bと陽極7a,7bを支持した支柱4a,4bを溶封
し、電極間距離を920 mmとした発光管内には2.9 ×10-2
mg/ccの水銀と、アルゴンガスを1torr封入して65Wの
低圧水銀蒸気放電灯を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、寿命末期まで安
定した高い殺菌線出力維持率を保持できるようにした低
圧水銀蒸気放電灯に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紫外線を出力する低圧水銀蒸気放
電灯は、各種気体や液体の浄化、その他各種殺菌などに
広く用いられている。これらの低圧水銀蒸気放電灯は、
単位発光長当たりのランプ電力(ランプ負荷)が0.3 W
/cm程度の低負荷形のものから10W/cm程度の高負荷形
のものまで知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、いずれのラ
ンプ負荷の場合も、特に0.5 W/cm以上のランプ負荷の
ものでは、点灯時間の経過にともない石英ガラス製発光
管へ水銀イオンが侵入して固定化され、発光管の着色を
引き起こす。このため発光に寄与する水銀は減少し、寿
命末期では適正な水銀蒸気圧を得るために必要な水銀量
を下回り、急激に紫外線出力が低下し、最終的には点灯
不良となる。したがって、水銀は相当過剰(2.9 mg/cc
程度)に封入しておかなければならなくなる。しかしな
がら、このように水銀を過剰に封入した場合、寿命末期
での急激な紫外線出力の低下及び点灯不良は防止できる
ものの、多量の水銀が粒子状に発光管発光部の内壁面に
付着して、管内の水銀蒸気圧のバランスが悪化し、発光
むらを引き起こし、更に付着した水銀により紫外線が吸
収されるため、紫外線出力が低下する。また環境保護の
面からも、多量の水銀の使用は好ましくない。
【0004】本発明は、従来の低圧水銀蒸気放電灯にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、寿命
末期まで安定した高い殺菌線出力維持率を保持できる低
圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、両端に電極を封着した石英ガラス製の発
光管に水銀を封入し、ランプ負荷を0.5 W/cm〜10W/
cmとした低圧水銀蒸気放電灯において、発光管の管内面
に金属酸化膜を形成すると共に、単位容積当たりの水銀
の封入量を4.0 ×10-3mg/cc 〜2.7 mg/ccとするもの
である。
【0006】このように、ランプ負荷を0.5 W/cm〜10
W/cmとした水銀イオンにより着色しやすい発光管の管
内面に金属酸化膜を形成することにより、水銀イオンの
発光管を構成するガラス内への侵入が防止され水銀の減
少が抑制される。したがって単位容積当たりの水銀封入
量を4.0 ×10-3mg/cc〜2.7 mg/cc程度に、過剰の水銀
を封入することなしに、寿命末期まで安定した高い殺菌
線出力維持率を保持することが可能となる。なお、水銀
封入量を上記のように設定しているのは、水銀封入量を
4.0 ×10-3mg/cc未満とすると、適正な水銀蒸気圧を得
るために必要な水銀量を下回り、正常な点灯を維持でき
なくなり、また水銀封入量が2.7 mg/ccを超えると、多
量の液状水銀が粒子状に発光管内壁面に付着し、管内の
水銀蒸気圧のバランスが悪化し、発光むらを引き起こ
し、更に付着した水銀により紫外線が吸収されて出力が
低下するためである。
【0007】
【発明の実施の形態及び実施例】次に実施例について説
明する。図1は本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯の第1
実施例の排気管をチップオフする前の状態を示す断面図
であり、図2は完成した第1実施例の低圧水銀蒸気放電
灯を示す断面図である。図1おいて、1は直径18mmの石
英ガラス管よりなる発光管で、その内面には、Al2 3
などの金属酸化膜2が0.01〜5μmの厚さに、ゾルゲル
法あるいはCVD法等により形成されている。また発光
管1の両端には、例えばBa,Ca,Sr 等の酸化物からな
る電子放出性物質を炭酸塩の形で塗布したタングステン
フィラメント3a,3bが、リード線を兼ねたフィラメ
ント支柱4a,4bにより支持され、支柱4a,4bは
モリブデン箔5a,5bを介して発光管1の外部リード
線6a,6bに継続され溶封されている。そして、フィ
ラメント支柱4a,4bには陽極7a,7bが溶接され
ており、フィラメント3a,3bと陽極7a,7bと
で、それぞれ電極を構成している。
【0008】電極間距離は920 mmとし、負グロー領域及
びファラデー暗部は、電極から約20mmの部分まであり、
したがって有効発光部は両電極から20mmずつ内側の領域
であり、有効発光長は880 mmとなっている。また発光管
1には、電極フィラメント3a,3bの先端から約20mm
で、有効発光部となる領域以外の位置に、排気管8が接
続されている。
【0009】上記のように発光管1の有効発光部以外の
いずれか一方の部分に設けられた排気管8を介して、真
空ポンプを用いて発光管1内を真空にしたのち、発光管
全体を加熱して脱ガスし、タングステンフィラメント3
a,3bにリード線6a,6bを介して電流を流し、抵
抗加熱することによってはタングステンフィラメント3
a,3bに塗布している炭酸塩を加熱分解して炭酸ガス
を放出させ、排気してタングステンフィラメント3a,
3b上に電子放出性物質であるBa,Ca,Sr の酸化物を
生成させる。
【0010】次に、排気管8を通して始動用ガスである
アルゴンガスを約1torr、水銀を約5mg封入した後、排
気管8をチップオフする。これにより図2に示すような
低圧水銀蒸気放電灯が得られる。この実施例の低圧水銀
蒸気放電灯のランプ入力は65W,ランプ負荷は0.7 W/
cmで、水銀封入量は2.9 ×10-2mg/ccとなっている。
【0011】次に、本発明において、水銀の封入量の設
定に際して行った実験について説明する。上記実施例に
示した構成の低圧水銀蒸気放電灯において、水銀封入量
のみを2.5 ×10-3mg/cc〜2.9 mg/ccに変えた6種類の
ランプ(No.1〜No.6)を試作し、16000 時間のライフテ
ストを実施したところ、放射される殺菌線の維持率(16
000 時間経過時)について、表1に示す結果が得られ
た。
【0012】
【表 1】
【0013】上記表1からわかるように、水銀封入量が
4.0 ×10-3mg/cc〜2.7 mg/ccの範囲では、殺菌線出力
維持率は70%以上を示している。そして4.0 ×10-3mg/
cc未満の場合は、適正な水銀蒸気圧を得るために必要な
水銀量を下回り、正常な点灯を維持できなくなってお
り、また2.7 mg/ccを超えると、多量の液状水銀が粒子
状に発光管内壁面に付着し、管内の水銀蒸気圧のバラン
スが悪化し、発光むらを引き起こし、更に付着した水銀
により紫外線が吸収され、出力が低下する。
【0014】更に同様の実験を、ランプ電力を0.5 W/
cm〜10W/cmのランプについて行ってみたところ、上記
と同様な結果が得られた。よって、本発明においては、
水銀の封入量を4.0 ×10-3mg/cc〜2.7 mg/ccに設定す
るものである。
【0015】図3は、上記実施例のランプ(表1のNo.3
のランプに対応)と従来の金属酸化膜を設けない低圧水
銀蒸気放電灯に対して行ったライフテストの結果を示す
図である。図3において、曲線Aは本実施例による水銀
封入量を2.9 ×10-2mg/ccとした低圧水銀蒸気放電灯の
殺菌線出力維持率の動程を示し、曲線Bは、発光管内面
に金属酸化膜を形成せず、水銀封入量を2.9 ×10-2mg/
ccとした従来の低圧水銀蒸気放電灯の殺菌線出力維持率
を示し、曲線Cは同じく発光管内面に金属酸化膜を形成
せず、2.9 mg/ccの過剰な水銀量を封入した従来の低圧
水銀蒸気放電灯の殺菌線出力維持率動程を示している。
【0016】発光管内面に金属酸化膜を形成しない場
合、通常の水銀封入量では、曲線Bに示すように、約80
00時間経過後に、殺菌線出力維持率は急激に低下し、約
12000時間で点灯不良を起こす。又過剰に水銀を封入し
た場合は曲線Cに示すように、約16000 時間まで正常に
点灯するが、殺菌線出力維持率は著しく低下する。一
方、発光管内面に金属酸化膜を形成した本実施例による
低圧水銀蒸気放電灯は、通常の水銀封入量で、約16000
時間正常に点灯し、殺菌線出力維持率も水銀を過剰に封
入した場合と比較して、約45ポイントの向上が確認され
た。
【0017】以上の結果から、発光管内面に金属酸化膜
を形成し、水銀封入量を4.0 ×10-3mg/cc〜2.7 mg/cc
に設定することにより、寿命末期まで安定して減衰の少
ない殺菌線出力動程が実現できることが確認された。
【0018】図4は、第2実施例を示す断面図である。
電極間距離が比較的短い場合や、発光管管径が小さい場
合などにおいて、封入水銀量を少なくする必要がある場
合、液状水銀では水銀粒が小さくなり封入が困難とな
る。これらの場合において、チタン−水銀合金等の水銀
ディスペンサーを発光管内に設置することによって、微
量な水銀を封入することが可能である。図4に示した第
2実施例は陽極7a,7b上にチタン−水銀合金よりな
る水銀ディスペンサー9a,9bを設置する構成とした
ものである。
【0019】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、発光管への水銀イオンの侵入による水
銀の減少、及び水銀粒子の内壁面への付着による発光む
らと紫外線の吸収がなくなり、また正常点灯を維持でき
る水銀量を封入しているので、寿命末期まで安定した高
い殺菌線出力維持率保持した低圧水銀蒸気放電灯を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯の第1実施例
において、排気管をチップオフする前の状態を示す断面
図である。
【図2】図1に示した第1実施例の完成した状態を示す
断面図である。
【図3】低圧水銀蒸気放電灯の殺菌線出力動程を示す図
である。
【図4】本発明の第2実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 発光管 2 金属酸化膜 3a,3b タングステンフィラメント 4a,4b フィラメント支柱 5a,5b モリブデン箔 6a,6b リード線 7a,7b 陽極 8 排気管 9a,9b 水銀ディスペンサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端に電極を封着した石英ガラス製の発
    光管に水銀を封入し、ランプ負荷を0.5 W/cm〜10W/
    cmとした低圧水銀蒸気放電灯において、発光管の管内面
    に金属酸化膜を形成すると共に、単位容積当たりの水銀
    の封入量を4.0 ×10-3mg/cc 〜2.7 mg/ccとしたこと
    を特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
JP25571895A 1995-09-08 1995-09-08 低圧水銀蒸気放電灯 Pending JPH0982280A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000019488A1 (en) * 1998-09-29 2000-04-06 Toshiba Lighting & Technology Corporation Low-pressure mercury vapor discharge lamp and illuminator
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