JPH10112284A - 小電力形高圧ナトリウムランプ - Google Patents
小電力形高圧ナトリウムランプInfo
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- JPH10112284A JPH10112284A JP9284618A JP28461897A JPH10112284A JP H10112284 A JPH10112284 A JP H10112284A JP 9284618 A JP9284618 A JP 9284618A JP 28461897 A JP28461897 A JP 28461897A JP H10112284 A JPH10112284 A JP H10112284A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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- H01J61/547—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode outside the vessel
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- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
- H01J61/22—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent vapour of an alkali metal
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い効率を有する小電力形高圧ナトリウムラ
ンプを提供する。 【解決手段】 本発明による小電力形高圧ナトリウムラ
ンプは少なくとも１ｂａｒの非常に高いキセノン冷封入
圧を有する。ナトリウム点灯圧に対する圧力比は１０〜
３０である。従って５０〜１００Ｗのランプ電力の場
合、約１００ｌｍ／Ｗ以上の効率が得られる。
ンプを提供する。 【解決手段】 本発明による小電力形高圧ナトリウムラ
ンプは少なくとも１ｂａｒの非常に高いキセノン冷封入
圧を有する。ナトリウム点灯圧に対する圧力比は１０〜
３０である。従って５０〜１００Ｗのランプ電力の場
合、約１００ｌｍ／Ｗ以上の効率が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくともナトリ
ウム及びキセノンを含む放電管を備えた小電力形高圧ナ
トリウムランプに関する。
ウム及びキセノンを含む放電管を備えた小電力形高圧ナ
トリウムランプに関する。
【０００２】この高圧ナトリウムランプは、特に、最大
で１００Ｗの電力及び非常に高いキセノン圧を有する高
圧ナトリウムランプである。通常この種のランプは、透
明外管内に収納されたアルミナ製円筒状放電管を有して
いる。
で１００Ｗの電力及び非常に高いキセノン圧を有する高
圧ナトリウムランプである。通常この種のランプは、透
明外管内に収納されたアルミナ製円筒状放電管を有して
いる。
【０００３】
【従来の技術】高圧ナトリウムランプの構成の概略は既
にずっと以前から知られている。同様にこのランプの効
率を高めるために比較的高い圧力を持つキセノンを使用
することも既にずっと以前から知られている。例えばド
・グルート／ヴァン・フリート（ＤＥ ＧＲＯＯＴ／Ｖ
ＡＮ ＶＬＩＥＴ）の論文「高圧ナトリウムランプ（Ｔ
ｈｅ Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｏｄｉｕｍ Ｌ
ａｍｐ）」（フィリップス テクニカル ライブラリ
ー、デベンター、１９８６年発行、第２９９頁及び第３
００頁参照）には、いわゆるスーパーランプにおいて約
３０ｍｂの標準的な通常の封入圧の代わりに２０〜４０
ｋＰａ（２００〜４００ｍｂ）のキセノンの冷封入圧を
使用すると、１０〜１５％の効率の向上を達成し得るこ
とが詳細に説明されている。
にずっと以前から知られている。同様にこのランプの効
率を高めるために比較的高い圧力を持つキセノンを使用
することも既にずっと以前から知られている。例えばド
・グルート／ヴァン・フリート（ＤＥ ＧＲＯＯＴ／Ｖ
ＡＮ ＶＬＩＥＴ）の論文「高圧ナトリウムランプ（Ｔ
ｈｅ Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｏｄｉｕｍ Ｌ
ａｍｐ）」（フィリップス テクニカル ライブラリ
ー、デベンター、１９８６年発行、第２９９頁及び第３
００頁参照）には、いわゆるスーパーランプにおいて約
３０ｍｂの標準的な通常の封入圧の代わりに２０〜４０
ｋＰａ（２００〜４００ｍｂ）のキセノンの冷封入圧を
使用すると、１０〜１５％の効率の向上を達成し得るこ
とが詳細に説明されている。
【０００４】同時にこの論文の第２９９頁には、高圧ナ
トリウムランプの効率はランプ電力の低下と共に著しく
減少することが示されている。キセノン圧を高めた場合
も同様に、効率は５０Ｗランプ電力に対しては最大で８
５１ｍ／Ｗであり、一方約４００Ｗランプ電力の場合約
１３８ｌｍ／Ｗの効率が得られる。
トリウムランプの効率はランプ電力の低下と共に著しく
減少することが示されている。キセノン圧を高めた場合
も同様に、効率は５０Ｗランプ電力に対しては最大で８
５１ｍ／Ｗであり、一方約４００Ｗランプ電力の場合約
１３８ｌｍ／Ｗの効率が得られる。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許第２６００３５１号
公報には、ナトリウム点灯圧ｐNaB＝４〜９３ｍｂ、キ
セノン点灯圧ｐXe(hot) ≧８００ｍｂ、及び圧力比ｐ
NaB ／ｐXe(hot) ≦１／２０を有し、いわゆる自己安定
化点灯に特に適する水銀を用いない高圧ナトリウムラン
プが記載されている。キセノン点灯圧とキセノン冷封入
圧ｐXeK との換算のための通常の係数８（ドイツ連邦共
和国特許出願公告第２８１４８８２号公報の第２欄の中
央部分参照）を考慮すると、圧力比ｐXeK ／ｐNa B ≧
２．５が生じる。自己安定化点灯の場合、安定器を用い
ずに高圧ナトリウムランプを点灯することが求められ
る。この点灯モードのためには封入ガスから形成された
プラズマの長い減衰時間が必要である。この長い減衰時
間を達成するためには既に知られているように比較的高
いキセノン圧及び放電管の比較的大きい内径が使用され
る（ド・グルート／ヴァン・フリートの上述の論文の第
１２６頁及び第１５４頁も参照）。ド・グルート／ヴァ
ン・フリートのこの論文の第１５５頁によれば、高圧ナ
トリウムランプの自己安定化点灯は点弧及び電源電圧の
突然の変動の際の問題のために実際には使用されていな
い。
公報には、ナトリウム点灯圧ｐNaB＝４〜９３ｍｂ、キ
セノン点灯圧ｐXe(hot) ≧８００ｍｂ、及び圧力比ｐ
NaB ／ｐXe(hot) ≦１／２０を有し、いわゆる自己安定
化点灯に特に適する水銀を用いない高圧ナトリウムラン
プが記載されている。キセノン点灯圧とキセノン冷封入
圧ｐXeK との換算のための通常の係数８（ドイツ連邦共
和国特許出願公告第２８１４８８２号公報の第２欄の中
央部分参照）を考慮すると、圧力比ｐXeK ／ｐNa B ≧
２．５が生じる。自己安定化点灯の場合、安定器を用い
ずに高圧ナトリウムランプを点灯することが求められ
る。この点灯モードのためには封入ガスから形成された
プラズマの長い減衰時間が必要である。この長い減衰時
間を達成するためには既に知られているように比較的高
いキセノン圧及び放電管の比較的大きい内径が使用され
る（ド・グルート／ヴァン・フリートの上述の論文の第
１２６頁及び第１５４頁も参照）。ド・グルート／ヴァ
ン・フリートのこの論文の第１５５頁によれば、高圧ナ
トリウムランプの自己安定化点灯は点弧及び電源電圧の
突然の変動の際の問題のために実際には使用されていな
い。
【０００６】ドイツ連邦共和国特許第２６００３５１号
公報に例示された高圧ナトリウムランプは４００Ｗの高
い電力及び７．６ｍｍの非常に大きい内径を有する。キ
セノン冷封入圧は２６０ｍｂ、圧力比ｐXeK ／ｐNaB は
約３．５である。従って、４００Ｗの高い電力の際に１
１０ｌｍ／Ｗの適度の効率が得られる。この公報では他
の高圧ナトリウムランプに比べて特に高い効率を得よう
としておらず又得られない。ド・グルート／ヴァン・フ
リートの論文の第２９９頁の図１０．１８によれば、４
００Ｗの電力の場合それどころか１３８ｌｍ／Ｗほどの
効率が得られる。効率とランプ電力とのこの根本的な依
存性は比較のためにここでは図３に示してある（下記参
照）。
公報に例示された高圧ナトリウムランプは４００Ｗの高
い電力及び７．６ｍｍの非常に大きい内径を有する。キ
セノン冷封入圧は２６０ｍｂ、圧力比ｐXeK ／ｐNaB は
約３．５である。従って、４００Ｗの高い電力の際に１
１０ｌｍ／Ｗの適度の効率が得られる。この公報では他
の高圧ナトリウムランプに比べて特に高い効率を得よう
としておらず又得られない。ド・グルート／ヴァン・フ
リートの論文の第２９９頁の図１０．１８によれば、４
００Ｗの電力の場合それどころか１３８ｌｍ／Ｗほどの
効率が得られる。効率とランプ電力とのこの根本的な依
存性は比較のためにここでは図３に示してある（下記参
照）。
【０００７】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２８１４
８８２号公報には自己安定化を用いず水銀を用いない高
圧ナトリウムランプが記載されている。その場合、ナト
リウム点灯圧はキセノン冷封入圧ｐXeK に対してｐNaB
＝１５０〜５００ｍｂにて １．２５＜ｐXeK ／ｐNaB ＜６ の値が推奨されている（ｐNaB ＝ナトリウム点灯圧）。
圧力比ｐXeK ／ｐNaB に関するこの値はドイツ連邦共和
国特許第２６００３５１号公報に記載された値と良く一
致する。しかしながら、ドイツ連邦共和国特許出願公告
第２８１４８８２号公報（第３欄、第４１行以降参照）
ではこの上限値以上にキセノン圧をより一層高めること
は推められていない。というのは、“効率の増大を生ず
ることなく”点弧が困難であるという欠点が生ずるから
である。７０Ｗ、１００Ｗの小電力を有する例の場合ｐ
NaB ＝２３０ｍｂ、キセノン冷封入圧は約５００ｍｂで
ある。このことは約２〜２．５の圧力比ｐXeK ／ｐNaB
に相当する。従って７０Ｗ、１００Ｗの電力の場合９７
ｌｍ／Ｗ、１０５ｍ／Ｗの効率が得られる。この値は比
較のために図３（下記参照）に×印にて記入されてい
る。
８８２号公報には自己安定化を用いず水銀を用いない高
圧ナトリウムランプが記載されている。その場合、ナト
リウム点灯圧はキセノン冷封入圧ｐXeK に対してｐNaB
＝１５０〜５００ｍｂにて １．２５＜ｐXeK ／ｐNaB ＜６ の値が推奨されている（ｐNaB ＝ナトリウム点灯圧）。
圧力比ｐXeK ／ｐNaB に関するこの値はドイツ連邦共和
国特許第２６００３５１号公報に記載された値と良く一
致する。しかしながら、ドイツ連邦共和国特許出願公告
第２８１４８８２号公報（第３欄、第４１行以降参照）
ではこの上限値以上にキセノン圧をより一層高めること
は推められていない。というのは、“効率の増大を生ず
ることなく”点弧が困難であるという欠点が生ずるから
である。７０Ｗ、１００Ｗの小電力を有する例の場合ｐ
NaB ＝２３０ｍｂ、キセノン冷封入圧は約５００ｍｂで
ある。このことは約２〜２．５の圧力比ｐXeK ／ｐNaB
に相当する。従って７０Ｗ、１００Ｗの電力の場合９７
ｌｍ／Ｗ、１０５ｍ／Ｗの効率が得られる。この値は比
較のために図３（下記参照）に×印にて記入されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
効率を有する冒頭で述べた種類の小電力形高圧ナトリウ
ムランプを提供することにある。
効率を有する冒頭で述べた種類の小電力形高圧ナトリウ
ムランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、ナトリウムの点灯封入圧をｐNaB 、キセノンの冷封
入圧をｐXeK とすると、ｐNaB ＝２０〜１００ｍｂ、ｐ
XeK ＝１〜５ｂａｒ、ｐXeK ／ｐNaB ≧１０とすること
によって解決される。
ば、ナトリウムの点灯封入圧をｐNaB 、キセノンの冷封
入圧をｐXeK とすると、ｐNaB ＝２０〜１００ｍｂ、ｐ
XeK ＝１〜５ｂａｒ、ｐXeK ／ｐNaB ≧１０とすること
によって解決される。
【００１０】本発明の特に有利な実施態様は請求項２以
降に記載されている。
降に記載されている。
【００１１】本発明による小電力形高圧ナトリウムラン
プは少なくともナトリウム及びキセノンを含む放電管を
有する。ここで“小電力”とは特に１００Ｗ以下のラン
プ電力を意味するものとする。
プは少なくともナトリウム及びキセノンを含む放電管を
有する。ここで“小電力”とは特に１００Ｗ以下のラン
プ電力を意味するものとする。
【００１２】その場合ナトリウムの点灯封入圧を
ｐNaB 、キセノンの冷封入圧をｐXeK とする。驚くべき
ことに、この小電力の場合、従来の教義に反して、ｐ
NaB ＝２０〜１００ｍｂ、ｐXeK ＝１〜５ｂａｒに選定
ししかも同時にｐXeK ／ｐNaB ≧１０の条件を守ると、
２０％の効率向上を達成することができる。圧力比ｐ
XeK ／ｐNaB が１０〜３０であると有利である。
ｐNaB 、キセノンの冷封入圧をｐXeK とする。驚くべき
ことに、この小電力の場合、従来の教義に反して、ｐ
NaB ＝２０〜１００ｍｂ、ｐXeK ＝１〜５ｂａｒに選定
ししかも同時にｐXeK ／ｐNaB ≧１０の条件を守ると、
２０％の効率向上を達成することができる。圧力比ｐ
XeK ／ｐNaB が１０〜３０であると有利である。
【００１３】ランプ電圧を増大させるために水銀をラン
プ封入物に添加しても良い。
プ封入物に添加しても良い。
【００１４】キセノン圧は高いキセノン圧を持つ従来公
知の高圧ナトリウムランプ（例えばオスラム社のＮＡＶ
スーパーランプ）において通常用いられている値を３倍
〜１０倍上回っている。その場合、このＮＡＶスーパー
ランプに比べて２０％程増大した効率が生ずる。
知の高圧ナトリウムランプ（例えばオスラム社のＮＡＶ
スーパーランプ）において通常用いられている値を３倍
〜１０倍上回っている。その場合、このＮＡＶスーパー
ランプに比べて２０％程増大した効率が生ずる。
【００１５】キセノン圧を高めると高圧ナトリウムラン
プの効率が上述のように向上することはいわゆるＮＡＶ
スーパーランプにおいて商業ベースで利用されている。
しかしながら、このＮＡＶスーパーランプにおける値に
比べてキセノン圧をより一層増大させた際の本発明によ
って得られる効率向上は予期以上に高く、この大きさに
ついては知られていない。即ち、例えばド・グルート／
ヴァン・フリートの論文の第３００頁には、キセノン封
入圧（冷）を２００〜４００ｍｂに増大させた場合、３
０ｍｂのキセノン冷封入圧を持ついわゆる標準ランプに
比べて効率が１０〜１５％高まることが記載されてい
る。より一層の圧力増大はそこでは点弧が困難になるた
めに排除されている。
プの効率が上述のように向上することはいわゆるＮＡＶ
スーパーランプにおいて商業ベースで利用されている。
しかしながら、このＮＡＶスーパーランプにおける値に
比べてキセノン圧をより一層増大させた際の本発明によ
って得られる効率向上は予期以上に高く、この大きさに
ついては知られていない。即ち、例えばド・グルート／
ヴァン・フリートの論文の第３００頁には、キセノン封
入圧（冷）を２００〜４００ｍｂに増大させた場合、３
０ｍｂのキセノン冷封入圧を持ついわゆる標準ランプに
比べて効率が１０〜１５％高まることが記載されてい
る。より一層の圧力増大はそこでは点弧が困難になるた
めに排除されている。
【００１６】本発明によるランプの驚くべき挙動は従来
専門家によって考慮されなかった事情を的確に利用する
ことに基づいている。確かに、高圧ナトリウムランプの
効率は小電力になる程明らかに減少することが知られて
いる（ド・グルート／ヴァン・フリートの論文の第２９
９頁、図３の下参照）。しかしながら、小電力の場合放
射効率が大電力の場合より小さくなりしかも電極損失が
大きくなるという事情がこの法則に責任があるとするそ
こに示された説明は正しくない。主要な原因はむしろラ
ンプ電力による放電アーク内の熱損失の相対量がランプ
電力の減少と共に大きくなることにある。しかしながら
この熱損失は、キセノンを十分に高い圧力でもって緩衝
ガスとして使用すると、キセノンの僅かな熱伝導率によ
り減らすことができる。この効果はランプ電力が小さけ
れば小さい程効率に好都合に作用する。その際決定的に
重要なことはキセノンとナトリウムとの圧力比である。
何故ならば、ナトリウムはキセノンとは反対に高い熱伝
導率を有するからである。キセノン圧がナトリウム圧に
比べて高ければ高い程、熱損失は抑制することができ
る。このことは最終的に小電力の場合効率を付加的に向
上させる。
専門家によって考慮されなかった事情を的確に利用する
ことに基づいている。確かに、高圧ナトリウムランプの
効率は小電力になる程明らかに減少することが知られて
いる（ド・グルート／ヴァン・フリートの論文の第２９
９頁、図３の下参照）。しかしながら、小電力の場合放
射効率が大電力の場合より小さくなりしかも電極損失が
大きくなるという事情がこの法則に責任があるとするそ
こに示された説明は正しくない。主要な原因はむしろラ
ンプ電力による放電アーク内の熱損失の相対量がランプ
電力の減少と共に大きくなることにある。しかしながら
この熱損失は、キセノンを十分に高い圧力でもって緩衝
ガスとして使用すると、キセノンの僅かな熱伝導率によ
り減らすことができる。この効果はランプ電力が小さけ
れば小さい程効率に好都合に作用する。その際決定的に
重要なことはキセノンとナトリウムとの圧力比である。
何故ならば、ナトリウムはキセノンとは反対に高い熱伝
導率を有するからである。キセノン圧がナトリウム圧に
比べて高ければ高い程、熱損失は抑制することができ
る。このことは最終的に小電力の場合効率を付加的に向
上させる。
【００１７】少なくとも１ｂａｒ（冷）の非常に高いキ
セノン圧は効率向上の他にさらに以下の別の利点を有す
る。
セノン圧は効率向上の他にさらに以下の別の利点を有す
る。
【００１８】１．僅かな熱損失によって放電管の壁温度
を低くすることができる。このことは例えば寿命を延長
するのに利用することができる。又は放電管を小さくす
ることができ、それゆえ本来の壁温度が再び達成され
る。その場合高い出力密度によって寿命がより一層長く
なる。
を低くすることができる。このことは例えば寿命を延長
するのに利用することができる。又は放電管を小さくす
ることができ、それゆえ本来の壁温度が再び達成され
る。その場合高い出力密度によって寿命がより一層長く
なる。
【００１９】２．高いキセノン圧は拡散を防止する。こ
のことは点弧過程中の電極構成部品の蒸発を軽減し、電
極範囲における放電管壁のその蒸発による黒化を減少さ
せる。この効果はＮＡＶスーパーランプによって定性的
に知られている。非常に高いキセノン圧の場合、この効
果はさらに強くはっきり現れ、これによって寿命がより
一層延ばされる。
のことは点弧過程中の電極構成部品の蒸発を軽減し、電
極範囲における放電管壁のその蒸発による黒化を減少さ
せる。この効果はＮＡＶスーパーランプによって定性的
に知られている。非常に高いキセノン圧の場合、この効
果はさらに強くはっきり現れ、これによって寿命がより
一層延ばされる。
【００２０】３．本発明によるランプにおいて、キセノ
ンはその非常に高い圧力のためにランプ電圧に相当寄与
する。この寄与は放電管の温度に依存しない。というの
は、キセノンはナトリウムとは異なり室温でもガス状に
なっているからである。このことは電源電圧の変動や製
造ばらつきに対して安定化する働きをする。これとは反
対に、例えばドイツ連邦共和国特許出願公告第２８１４
８８２号公報に記載のような全ての公知のランプの場
合、ランプ電圧へのキセノン原子の寄与は僅少である。
ランプ電圧は、そこでは、最冷点個所（コールドスポッ
ト）の温度の影響、従って電源電圧の変動又は製造ばら
つきの影響を強く受けるナトリウム原子の個数だけによ
って殆ど決定される。水銀添加の場合これはランプ電圧
の調整にも寄与する。
ンはその非常に高い圧力のためにランプ電圧に相当寄与
する。この寄与は放電管の温度に依存しない。というの
は、キセノンはナトリウムとは異なり室温でもガス状に
なっているからである。このことは電源電圧の変動や製
造ばらつきに対して安定化する働きをする。これとは反
対に、例えばドイツ連邦共和国特許出願公告第２８１４
８８２号公報に記載のような全ての公知のランプの場
合、ランプ電圧へのキセノン原子の寄与は僅少である。
ランプ電圧は、そこでは、最冷点個所（コールドスポッ
ト）の温度の影響、従って電源電圧の変動又は製造ばら
つきの影響を強く受けるナトリウム原子の個数だけによ
って殆ど決定される。水銀添加の場合これはランプ電圧
の調整にも寄与する。
【００２１】４．非常に高いキセノン圧によってランプ
点灯中の再点弧ピークは特に低くなる。このことは電極
の負荷が僅少になることによって寿命を延長させ、突然
の電源電圧変動時の消灯に対して大きな信頼性を与え
る。
点灯中の再点弧ピークは特に低くなる。このことは電極
の負荷が僅少になることによって寿命を延長させ、突然
の電源電圧変動時の消灯に対して大きな信頼性を与え
る。
【００２２】５．キセノンはナトリウムスペクトルにお
いて圧力拡大され中央部で自己吸収するナトリウム共鳴
線（Ｄ線）のスペクトルプロフィルに円頂部間隔を拡大
させる。この効果は原理が知られている（ド・グルート
／ヴァン・フリートの論文の特に第１６ａ頁、図１ｃ参
照）。これによって、ナトリウム圧は同じ色温度及び演
色性の場合下げることができる。この効果は少なくとも
１ｂａｒ（冷）の非常に高いキセノン圧の場合有効に得
られる。本発明において、ナトリウム圧は共鳴線の両側
の円頂部間隔が典型的には１０ｎｍ、最大で１２ｎｍと
なるようにキセノン圧に比較して低く設定されるのが特
に好ましい。その場合比ｐXeK ／ｐNaB≧１０及びｐ
NaB ＝２０〜１００ｍｂに選定することは主要な前提条
件である。この条件の下に最適な効率が生じることが判
明している。それに対して、ドイツ連邦共和国特許出願
公告第２８１４８８２号公報に示された比の場合、ナト
リウムＤ線の両側の円頂部間隔は少なくとも１５〜２０
ｎｍである。というのは、ｐNaB はそこでは相対的に高
いからである（上記参照）。このことはド・グルート／
ヴァン・フリートの論文の第８７頁に示された方程式
（３．２８）によって見積もることができる。
いて圧力拡大され中央部で自己吸収するナトリウム共鳴
線（Ｄ線）のスペクトルプロフィルに円頂部間隔を拡大
させる。この効果は原理が知られている（ド・グルート
／ヴァン・フリートの論文の特に第１６ａ頁、図１ｃ参
照）。これによって、ナトリウム圧は同じ色温度及び演
色性の場合下げることができる。この効果は少なくとも
１ｂａｒ（冷）の非常に高いキセノン圧の場合有効に得
られる。本発明において、ナトリウム圧は共鳴線の両側
の円頂部間隔が典型的には１０ｎｍ、最大で１２ｎｍと
なるようにキセノン圧に比較して低く設定されるのが特
に好ましい。その場合比ｐXeK ／ｐNaB≧１０及びｐ
NaB ＝２０〜１００ｍｂに選定することは主要な前提条
件である。この条件の下に最適な効率が生じることが判
明している。それに対して、ドイツ連邦共和国特許出願
公告第２８１４８８２号公報に示された比の場合、ナト
リウムＤ線の両側の円頂部間隔は少なくとも１５〜２０
ｎｍである。というのは、ｐNaB はそこでは相対的に高
いからである（上記参照）。このことはド・グルート／
ヴァン・フリートの論文の第８７頁に示された方程式
（３．２８）によって見積もることができる。
【００２３】上記の利点３及び５からも２０〜１００ｍ
ｂのナトリウム蒸気の本発明にとっては標準的な僅かな
点灯圧を選定するための付加的な正当化が生ずる。この
低いナトリウム圧は次の多くの利点を有する。
ｂのナトリウム蒸気の本発明にとっては標準的な僅かな
点灯圧を選定するための付加的な正当化が生ずる。この
低いナトリウム圧は次の多くの利点を有する。
【００２４】１．２０〜１００ｍｂのナトリウム圧の場
合、最冷点個所（コールドスポット）での放電管温度は
８４０〜９５０Ｋである。この最冷点個所は常に封止部
の近くにある。従って封止部は公知のランプ（ドイツ連
邦共和国特許出願公告第２８１４８８２号公報参照）の
場合より１５０Ｋ冷たく、このことから封止部の範囲で
の漏れによるランプの故障が減少する。
合、最冷点個所（コールドスポット）での放電管温度は
８４０〜９５０Ｋである。この最冷点個所は常に封止部
の近くにある。従って封止部は公知のランプ（ドイツ連
邦共和国特許出願公告第２８１４８８２号公報参照）の
場合より１５０Ｋ冷たく、このことから封止部の範囲で
の漏れによるランプの故障が減少する。
【００２５】２．ナトリウムに起因して特に放電管の中
央部に起こる放電管壁の腐食は低いナトリウム分圧のた
めに減少する。これによって寿命が付加的に改善され
る。
央部に起こる放電管壁の腐食は低いナトリウム分圧のた
めに減少する。これによって寿命が付加的に改善され
る。
【００２６】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２８１４
８８２号公報で述べた点弧が困難であるという欠点は、
キセノン圧があまり高く（５ｂａｒ以上）選定されない
限り、改善された市販の口金、ソケット及び点弧機器を
使用することにより特に小電力の場合（１００Ｗ以下）
に有効に予防することができる。キセノン圧を３ｂａｒ
以下の値に制限すると有利である。これらの改善された
部品はオスラム社の市販のメタルハライドランプ（例え
ばＨＱＩ−Ｅ１００Ｗ／ＮＤＬ及びＷＤＬ）において既
に使用されている。それに対して小電力形ＮＡＶランプ
のための従来の点弧機器による点弧は本発明によるラン
プにおいては可能ではない。
８８２号公報で述べた点弧が困難であるという欠点は、
キセノン圧があまり高く（５ｂａｒ以上）選定されない
限り、改善された市販の口金、ソケット及び点弧機器を
使用することにより特に小電力の場合（１００Ｗ以下）
に有効に予防することができる。キセノン圧を３ｂａｒ
以下の値に制限すると有利である。これらの改善された
部品はオスラム社の市販のメタルハライドランプ（例え
ばＨＱＩ−Ｅ１００Ｗ／ＮＤＬ及びＷＤＬ）において既
に使用されている。それに対して小電力形ＮＡＶランプ
のための従来の点弧機器による点弧は本発明によるラン
プにおいては可能ではない。
【００２７】ここで述べたランプは、ドイツ連邦共和国
特許第２６００３５１号公報とは異なり自己安定化点灯
を意図しておらず又それにも適していない。その場合、
本発明によって得られる８〜２４ｂａｒのキセノン点灯
圧はその公報に示された１．８ｂａｒの値より著しく高
い。
特許第２６００３５１号公報とは異なり自己安定化点灯
を意図しておらず又それにも適していない。その場合、
本発明によって得られる８〜２４ｂａｒのキセノン点灯
圧はその公報に示された１．８ｂａｒの値より著しく高
い。
【００２８】ドイツ連邦共和国特許第２６００３５１号
公報に記載された放電管の加熱は始動のために必要であ
るが（又は慣用的な安定器を使用することができる）、
このような加熱は本発明による放電管においては必要で
はない。本発明による放電管が付属物（初めは開口して
いるニオブ管）を有し、この付属物を通して公知の方法
でキセノンが高圧力で封入され、封入工程後に閉鎖され
ると好ましい。
公報に記載された放電管の加熱は始動のために必要であ
るが（又は慣用的な安定器を使用することができる）、
このような加熱は本発明による放電管においては必要で
はない。本発明による放電管が付属物（初めは開口して
いるニオブ管）を有し、この付属物を通して公知の方法
でキセノンが高圧力で封入され、封入工程後に閉鎖され
ると好ましい。
【００２９】本発明によるランプは特にナトリウム及び
キセノンの他に付加的に水銀を封入物に含むことができ
る。効率の向上はこのランプの場合水銀添加物の有無に
関係なく同じ大きさである。水銀添加物を持つランプ封
入物は１８重量％Ｎａを持つアマルガムを使用する。
キセノンの他に付加的に水銀を封入物に含むことができ
る。効率の向上はこのランプの場合水銀添加物の有無に
関係なく同じ大きさである。水銀添加物を持つランプ封
入物は１８重量％Ｎａを持つアマルガムを使用する。
【００３０】放電管の内径が２．５〜５ｍｍ、最大で４
ｍｍであると好ましい。この寸法の場合、自己安定化は
初めから排除される。比較するとドイツ連邦共和国特許
第２６００３５１号公報に示された内径は十乗大きい。
一般的には確かに放電管は円筒の形をしているが、しか
しながら他の幾何形状を有することもでき、例えば中央
部が膨らまされる。
ｍｍであると好ましい。この寸法の場合、自己安定化は
初めから排除される。比較するとドイツ連邦共和国特許
第２６００３５１号公報に示された内径は十乗大きい。
一般的には確かに放電管は円筒の形をしているが、しか
しながら他の幾何形状を有することもでき、例えば中央
部が膨らまされる。
【００３１】高圧ナトリウムランプがさらに容量性点弧
補助具、例えば放電管に沿ったワイヤを有すると有利で
ある。しかしながら、ドイツ連邦共和国特許第２６００
３５１号公報とは異なり、本発明によるランプは予熱を
必要としない。
補助具、例えば放電管に沿ったワイヤを有すると有利で
ある。しかしながら、ドイツ連邦共和国特許第２６００
３５１号公報とは異なり、本発明によるランプは予熱を
必要としない。
【００３２】このランプは例えばド・グルート／ヴァン
・フリートの論文の第２５１頁の図８．３０に記載され
ているようなニオブ管の付属物をしばしば有する。
・フリートの論文の第２５１頁の図８．３０に記載され
ているようなニオブ管の付属物をしばしば有する。
【００３３】この種のランプの点灯は慣用的な安定器又
はしばしば電子安定器で行うことができる。
はしばしば電子安定器で行うことができる。
【００３４】ここで述べた放電管は円筒又は楕円の形を
した外管内で使用されることが好ましい。
した外管内で使用されることが好ましい。
【００３５】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
【００３６】５０Ｗの電力を持つ図１に示された高圧ナ
トリウムランプはアルミナ製放電管１を有している。こ
の放電管１は硬質ガラス製円筒状外管２内に配置され、
この外管２はその一端部がねじ込み形口金３で、その他
端部が円蓋９で閉鎖されている。外管２は排気されてい
る。
トリウムランプはアルミナ製放電管１を有している。こ
の放電管１は硬質ガラス製円筒状外管２内に配置され、
この外管２はその一端部がねじ込み形口金３で、その他
端部が円蓋９で閉鎖されている。外管２は排気されてい
る。
【００３７】３．３ｍｍの内径を持つ放電管１内には３
０ｍｍの電極間隔ＥＡを有する２個の電極４が対向配置
されている。反口金側の第１の電極４は付属物６を備え
た管状ニオブ製ブッシング５を介してリード７に接続さ
れ、このリード７は中実外部リード８に接続されてい
る。このリード８は放電管に沿ってねじ込み形口金３内
の第１の接触部に導かれている。
０ｍｍの電極間隔ＥＡを有する２個の電極４が対向配置
されている。反口金側の第１の電極４は付属物６を備え
た管状ニオブ製ブッシング５を介してリード７に接続さ
れ、このリード７は中実外部リード８に接続されてい
る。このリード８は放電管に沿ってねじ込み形口金３内
の第１の接触部に導かれている。
【００３８】第２の電極４は付属物を備えていないニオ
ブ製ブッシング５を介して金属線１５に接続されてい
る。この金属線１５は別の導体１６を介して口金３内の
第２の接触部に接続されている。
ブ製ブッシング５を介して金属線１５に接続されてい
る。この金属線１５は別の導体１６を介して口金３内の
第２の接触部に接続されている。
【００３９】放電管はこの放電管に沿った点弧ワイヤ１
７によって形成された容量性点弧補助具を備えている。
点弧ワイヤ１７は第２の電極４に導電的に接続されてい
る。
７によって形成された容量性点弧補助具を備えている。
点弧ワイヤ１７は第２の電極４に導電的に接続されてい
る。
【００４０】このランプは例えば口金内の点弧回路を介
して２２０Ｖの交流電源に接続される。点弧電圧は４ｋ
Ｖである。
して２２０Ｖの交流電源に接続される。点弧電圧は４ｋ
Ｖである。
【００４１】放電管２はナトリウム及びキセノンのみを
含む封入物を含んでいる。キセノンの冷封入圧
（ｐXeK ）は３ｂａｒ、ナトリウムの点灯封入圧（ｐ
NaB ）は１００ｍｂであり、それゆえｐXeK ／ｐNaB ＝
３０である。
含む封入物を含んでいる。キセノンの冷封入圧
（ｐXeK ）は３ｂａｒ、ナトリウムの点灯封入圧（ｐ
NaB ）は１００ｍｂであり、それゆえｐXeK ／ｐNaB ＝
３０である。
【００４２】このランプは５１００ｌｍの光束及び１０
２ｌｍ／Ｗの効率を達成する（図２参照、３０００ｍｂ
キセノン冷封入圧の際の黒三角形測定点 １）。これと
比べて３００ｍｂのキセノン冷封入圧を持つ従来の５０
Ｗランプ（型式：スーパー）は８１ｌｍ／Ｗの効率に相
当する４２００ｌｍの光束しか得られない（図２参照、
白三角形測定点）。図２には最大で１００ｍｂの通常の
低いキセノン圧を持つ他のランプ（型式：標準）の効率
も同様に示されている。このランプの効率は３０ｍｂで
約７０ｌｍ／Ｗである（図２参照、白三角形測定点）。
２ｌｍ／Ｗの効率を達成する（図２参照、３０００ｍｂ
キセノン冷封入圧の際の黒三角形測定点 １）。これと
比べて３００ｍｂのキセノン冷封入圧を持つ従来の５０
Ｗランプ（型式：スーパー）は８１ｌｍ／Ｗの効率に相
当する４２００ｌｍの光束しか得られない（図２参照、
白三角形測定点）。図２には最大で１００ｍｂの通常の
低いキセノン圧を持つ他のランプ（型式：標準）の効率
も同様に示されている。このランプの効率は３０ｍｂで
約７０ｌｍ／Ｗである（図２参照、白三角形測定点）。
【００４３】図３には効率とランプ電力との依存性がド
・グルート／ヴァン・フリートの論文を模して概略的に
示されている。上述の実施例で得られた値（５０Ｗのラ
ンプ電力で１０２ｌｍ／Ｗ）は菱形測定点で記入されて
いる。この測定点は明らかに従来技術より上に位置して
いる。
・グルート／ヴァン・フリートの論文を模して概略的に
示されている。上述の実施例で得られた値（５０Ｗのラ
ンプ電力で１０２ｌｍ／Ｗ）は菱形測定点で記入されて
いる。この測定点は明らかに従来技術より上に位置して
いる。
【００４４】第２の実施例では１ｂａｒキセノン圧及び
５０ｍｂナトリウム圧しか持たない構造上同一のランプ
が点灯される。この場合圧力比ｐXeK ／ｐNaB ＝２０で
ある。効率は９５ｌｍ／Ｗ（図２参照、１０００ｍｂキ
セノン冷封入圧の場合の黒三角形測定点 ２）で依然と
して公知のランプの場合より明らかに高い。キセノン圧
が低いために、点弧は第１の実施例に比べて簡単にな
る。点弧電圧は３ｋＶである。
５０ｍｂナトリウム圧しか持たない構造上同一のランプ
が点灯される。この場合圧力比ｐXeK ／ｐNaB ＝２０で
ある。効率は９５ｌｍ／Ｗ（図２参照、１０００ｍｂキ
セノン冷封入圧の場合の黒三角形測定点 ２）で依然と
して公知のランプの場合より明らかに高い。キセノン圧
が低いために、点弧は第１の実施例に比べて簡単にな
る。点弧電圧は３ｋＶである。
【００４５】これらの両ランプは強い点弧機器を備えた
本発明の装置に特に適している。
本発明の装置に特に適している。
【００４６】第３の実施例では構造上同一の５０Ｗラン
プにさらに水銀が封入される。このために１８重量％の
ナトリウム、残りに水銀を有するアマルガムが使用され
る。このランプは２ｂａｒのキセノン冷封入圧、８０ｍ
ｂのナトリウム点灯圧及び圧力比ｐXeK ／ｐNaB ＝２
５．０の場合に１０５ｌｍ／Ｗ（図２の黒円測定点 ３
参照）の効率を示す。
プにさらに水銀が封入される。このために１８重量％の
ナトリウム、残りに水銀を有するアマルガムが使用され
る。このランプは２ｂａｒのキセノン冷封入圧、８０ｍ
ｂのナトリウム点灯圧及び圧力比ｐXeK ／ｐNaB ＝２
５．０の場合に１０５ｌｍ／Ｗ（図２の黒円測定点 ３
参照）の効率を示す。
【００４７】同様に、同一のＮａ／Ｈｇ比で１ｂａｒキ
セノン冷封入圧を持つ第４の実施例（５０Ｗ）は９３ｌ
ｍ／Ｗ（図２の黒円測定点 ４参照）の効率を示す。
セノン冷封入圧を持つ第４の実施例（５０Ｗ）は９３ｌ
ｍ／Ｗ（図２の黒円測定点 ４参照）の効率を示す。
【００４８】比較のために、低いキセノン冷封入圧を持
つ水銀含有ナトリウムランプ（型式“スーパー”及び
“標準”）の対応する効率が同様に示されている（図２
の３０〜３００ｍｂにおける白円測定点参照）。
つ水銀含有ナトリウムランプ（型式“スーパー”及び
“標準”）の対応する効率が同様に示されている（図２
の３０〜３００ｍｂにおける白円測定点参照）。
【００４９】第５の実施例では６３Ｗの電力を持つほぼ
類似のランプが点灯される。封入物は１ｂａｒのキセノ
ン及び５０ｍｂのナトリウムを含むが、水銀を含んでい
ない。圧力比はｐXeK ／ｐNaB ＝２０である。効率は９
８ｌｍ／Ｗである。このランプは同一の光束を有する１
２５Ｗの電力の高圧水銀ランプの直接の代用品として使
用することがきる。このランプは口金内に電力低減回路
（位相角制御）及び点弧回路を有する。
類似のランプが点灯される。封入物は１ｂａｒのキセノ
ン及び５０ｍｂのナトリウムを含むが、水銀を含んでい
ない。圧力比はｐXeK ／ｐNaB ＝２０である。効率は９
８ｌｍ／Ｗである。このランプは同一の光束を有する１
２５Ｗの電力の高圧水銀ランプの直接の代用品として使
用することがきる。このランプは口金内に電力低減回路
（位相角制御）及び点弧回路を有する。
【００５０】３５Ｗランプの第６の実施例では３．３ｍ
ｍの内径及び２３ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム及びキセノンのみを封入される。キセノン冷封入
圧はｐXeK ＝２ｂａｒ、ナトリウム点灯圧はｐNaB ＝９
０ｍｂである。従って、圧力比はｐXeK ／ｐNaB ＝２
２．２である。効率は９８ｌｍ／Ｗ（図３参照、菱形測
定点 ６）であり、この電力のランプの場合に従来見込
むことのできる値より著しく高いところに位置してい
る。
ｍの内径及び２３ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム及びキセノンのみを封入される。キセノン冷封入
圧はｐXeK ＝２ｂａｒ、ナトリウム点灯圧はｐNaB ＝９
０ｍｂである。従って、圧力比はｐXeK ／ｐNaB ＝２
２．２である。効率は９８ｌｍ／Ｗ（図３参照、菱形測
定点 ６）であり、この電力のランプの場合に従来見込
むことのできる値より著しく高いところに位置してい
る。
【００５１】７０Ｗランプの第７の実施例では３．３ｍ
ｍの内径及び３６ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム／水銀アマルガム（上記参照）及びキセノンを封
入される。キセノン冷封入圧はｐXeK ＝２ｂａｒ、ナト
リウム点灯圧はｐNaB ＝７５ｍｂである。従って圧力比
はｐXeK ／ｐNaB ＝２６．７である。効率は１１５ｌｍ
／Ｗ（図３参照、菱形測定点 ７）であり、同様にこの
電力のランプの場合に従来見込むことのできる値より明
らかに高いところに位置している。
ｍの内径及び３６ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム／水銀アマルガム（上記参照）及びキセノンを封
入される。キセノン冷封入圧はｐXeK ＝２ｂａｒ、ナト
リウム点灯圧はｐNaB ＝７５ｍｂである。従って圧力比
はｐXeK ／ｐNaB ＝２６．７である。効率は１１５ｌｍ
／Ｗ（図３参照、菱形測定点 ７）であり、同様にこの
電力のランプの場合に従来見込むことのできる値より明
らかに高いところに位置している。
【００５２】７０Ｗランプの第８の実施例では３．７ｍ
ｍの内径及び３７ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム／水銀及びキセノンを封入される。キセノン冷封
入圧はｐXeK ＝１．５ｂａｒ、ナトリウム点灯圧はｐ
NaB ＝８５ｍｂである。従って圧力比はｐXeK ／ｐNaB
＝１７．６である。効率は１０８ｌｍ／Ｗである。
ｍの内径及び３７ｍｍの電極間隔を有する放電管がナト
リウム／水銀及びキセノンを封入される。キセノン冷封
入圧はｐXeK ＝１．５ｂａｒ、ナトリウム点灯圧はｐ
NaB ＝８５ｍｂである。従って圧力比はｐXeK ／ｐNaB
＝１７．６である。効率は１０８ｌｍ／Ｗである。
【図１】高圧ナトリウムランプを示す概略図。
【図２】水銀有り及び無しの場合の種々異なったキセノ
ン圧を持つ（５０Ｗの電力を有する）種々異なった高圧
ナトリウムランプの効率の比較図。
ン圧を持つ（５０Ｗの電力を有する）種々異なった高圧
ナトリウムランプの効率の比較図。
【図３】種々異なったランプ電力及び種々異なったキセ
ノン圧に関する種々異なった高圧ナトリウムランプの効
率の比較図。
ノン圧に関する種々異なった高圧ナトリウムランプの効
率の比較図。
１ 放電管 ２ 外管 ３ ねじ込み形口金 ４ 電極 ５ ブッシング ６ 付属物 ７ リード ８ リード ９ 円蓋 １５ 金属線 １６ 導体 １７ 点弧ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウオルフラム グラーザー ドイツ連邦共和国 80337 ミユンヘン タールキルヒナーシユトラーセ 47アー (72)発明者 デイーター シユミツト ドイツ連邦共和国 14129 ベルリン ポ ツダーマーシヨセー 36
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともナトリウム及びキセノンを含
む放電管を備えた小電力形高圧ナトリウムランプにおい
て、ナトリウムの点灯封入圧をｐNaB 、キセノンの冷封
入圧をｐXeK とすると、 ｐNaB ＝２０〜１００ｍｂ ｐXeK ＝１〜５ｂａｒ ｐXeK ／ｐNaB ≧１０ であることを特徴とする小電力形高圧ナトリウムラン
プ。 - 【請求項２】 ランプ電力は１００Ｗ以下であることを
特徴とする請求項１記載の高圧ナトリウムランプ。 - 【請求項３】 ｐXeK ／ｐNaB ≦３０であることを特徴
とする請求項１記載の高圧ナトリウムランプ。 - 【請求項４】 ｐXeK ≦３ｂａｒであることを特徴とす
る請求項１記載の高圧ナトリウムランプ。 - 【請求項５】 封入物は水銀を含むことを特徴とする請
求項１記載の高圧ナトリウムランプ。 - 【請求項６】 点灯中にナトリウムＤ線の両側の円頂部
間隔は最大で１２ｎｍであることを特徴とする請求項１
記載の高圧ナトリウムランプ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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