JPS59134599A - 金属蒸気放電管を具える装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも２個の内部電極を設けた金属蒸気放
電管と、この放電管にこｎらの内部電極を介して交流を
給電する周波数変換器とを具え、放電管の内部にす）　
ＩＪウムを入ｎ１周波数変換器の出力周波数を少なくと
も６　ＫＨｚとした金属蒸気放電管を具える装置に関す
るものである。

上述した種類の既知の装置に、例えば１米国特許第８８
２４４２８号明細書に記載さｎている。而して九この既
知の装置では、周波数変換器の出力周波数が６　ＫＨｚ
という前記の値から僅かしかず几ていなり０ しかし、この既知の装置には欠点があって、その中尺低
圧す）　ＩＪウム蒸気放電管を入ｎた場合に、この放電
管の、例えば、ルーメン／Ｗで表わした発光効率が一般
に周波数５０ないし６０　Ｈｚで給電した場合よシも大
きくならない。

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の装置において、
中に低圧ナトリウム蒸気放電管を入ｎた場合に、放電管
の発光効率を可成り高くするにある。

この目的を達成するため、本発明に関る装置では、少な
くとも２個の内部電極を設けた金属蒸気放電管と、この
放電管にこｎらの内部電極を介して交流を給電する周波
数変換器とを具え、放電管の内部にす）　リウムを入ｎ
１周波数変換器の出力周波数を少なくとも６　［（ｚと
した金属蒸気放電管を具える装置において、前記放電管
を希ガスを入ｆ１．ｆｃ低圧す）　ＩＪウム蒸気放電管
とし、周波数変換器の出力周波数を少なくとも８０　Ｋ
Ｈｚとしたことを特徴とする。

この装置は放電管の発光効率が非常に高いという利点を
有している。

更に説明を続けるに当って注意すべきことは、例えば、
周波数変換器の効率のような電源装置の効率は、−まず
考慮の外におくことである０本発明者により行なわｎた
実験において、低圧ナトリウム蒸気放電管の電源周波数
を６　ＫＨｚから約３０ＫＨｚまで高めても、ランプの
消費電力を一定にして一発元効率の増加は見らｎなかっ
た。逆に、１０ないし８０　ＫＨｚの周波数では発光効
率の低下が確認さＴ′Ｌだ。発光効率の点で不安定な範
囲は８０　ＫＨｚと約８０　ＫＨｚとの間に存在するよ
うに見える。ここで低圧ナトリウムランプの放電管の電
極管のアークが、動作状態において、しばしば不安定で
あることが見出さｎている。ここで発光効率は時に高く
、時に低い。

なお高い周波数、即ち、少なくとも８０　ＫＨｚの場合
にのみ安定な状態が得らｎｌここにおいて発光効率が可
成り高い。

本発明者らｉｊ　８０　ＫＨｚ以上の周波数レンジで低
圧ナトリウム蒸気放電ランプの電源周波数を更に高くし
た時、発光効率が最初は増大し、次いでほぼ一定になる
ことを発見した０ 注意すべきことは、本発明は低圧ナトリウム蒸気放電ラ
ンプに給電する特約８０　ＫＨｚの障壁を克服するとい
うアイデアに基づいていることである。

本発明に更に８０　ＫＨｚ以上の周波数において、連続
動作状態のナトリウムランプの発光効率が一時的な変動
から大幅に解放さｎていることを示すというアイデアに
基づいている。こｆＬバ一般にアークが安定なことを童
味する。

この関係で注意すべきことは、既知の態様でもう一つの
タイプの放電管、即ち、低圧水銀蒸気放電管に５０ない
し６０　Ｈｚ以上の周波数で給電する時、約２０　ＫＨ
ｚで既に効率が相当に高くなることである。この事実に
もかかわらず、また低圧ナトリウムランプに３０　ＫＨ
ｚ迄の周波数で給電した時の発光効率の点での不満足な
結果にもかかわらず、本発明者らはこの障壁を克服した
。

周波数変換器の出力周波数は、例えば、数ＭＨｚとする
こともできる。しかし、本発明の好適な実施例では、周
波数変換器の出力周波数を高々８００ＫＨｚとする。こ
の装置の利点に、一方では、その設計において、ＭＨｚ
レンジでのランプ及び関連する周波数変換器の漂遊電波
の制約を考慮に入ｎなくてよいことであり、他方ではこ
の８００　ＫＨｚという値において、既にしばしば低圧
ナトリウム蒸気放電ランプの発光効率が一定の高い値に
達していることである。

この本発明の好適な実施例を更に改良したものにおいて
に、放電管の断面をほぼ円形にし、その内側の直径（内
径）をｉｏ朋と２０朋との間にとるＯ この改良さｎた好適な実施例の利点は、８０ＫＨｚない
し８０（ＩＫＨ２とｂう示さ一：ｒｔ、た周波数レンジ
での給電の場合の発光効率が、例えば、５０ないし６０
　Ｈｚでの給電の場合の発光効率よシも相当に高いパー
センテージを示すことである。内径がｌｏｍｍよりも小
さい放電管を具える低圧ナトリウム蒸気放電ランプにお
いては、このパーセンテージの増大は小さいように見え
た。また、放電管の内径が２０間よシも大きくなると一
般に低圧ナトリウム蒸気放電管の操作が不可能になる〇
本発明の更に好適な実施例でに、低圧す）　ＩＪウム蒸
気放電管と周波数変換器とが同じランプユニットの一部
を形成踵低圧ナトリウム蒸気放ｔ’ｔを透明な導電性の
層で取シ囲む。この好適な実施例の利点は、就中、可成
シ短い導電体にょル放電管を周波数変換器に接続できる
ことである。こｎは８０　ＫＨｚ以上の高い周波数にお
いてもこれらの導電体の自己インダクタンスが放電管の
給電にほとんど影響を及ぼさないことを意味する。この
好適な実施例のもう一つの第１」点は、透明な導電体層
が放電管の中に生ずる電界が漂遊電波を作るのを小さく
できることである。この導電体Ｎは放電管の電極に電気
的に接続すると好適である。

このランプユニットには、例えば、白熱ランプのランプ
ホルダに嵌合する雄ねじ付きキャップを設けることがで
きる。

図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図において、符号１及び２け入力端子を示すが、こ
ｎらの入力端子は、例えば、１２０　Ｖ％６０　Ｈｚの
交Ｒ電圧源に接続さｎるようになっ和る。入力端子１は
周波数変換器４の入力端子３に接続される。また、入力
端子２／Ｉ′ｉ周波数変換器４の入力端子５に接続され
る。

符号６及び７は周波数変換器４０出方端子を示す。

出力端子６け低圧ナトＩＪウム蒸気放電ランプ１０に接
続する。この放電ランプ１ｏけ一部は縦方向断面図で、
一部は側面図で示されている。周波数変換器４の出力端
子７も放電ランプ１０に接続する。

放電ランプ１ｏに放電管１１を設けるが、この放電管１
１はＵ字形に曲げられておシ、外４ＡＵ管球１２によ多
取り囲まれている。この外側管球１２は円筒形をしてい
る。符号１８はランプキャップを示すが、とのランプキ
ャップ１３には周波数変換器４へ電気接続するだめの接
続部材が設けられている。外側管球１２の内壁にはナト
リウムの尤に対し透明であるが、赤外線を反射する酸化
インジウム層１４を設ける。この酸化インジウム層１４
は破線−よシ示されている。この酸化インジウム層１４
の厚さは約０．５μｍである。外側管球１２のランプキ
ャップ１３とは反対側の端は半球状端部１５になってい
る。またＵ字形放電管の夫夫の脚の端には電極１６及び
１７が設けられている。符号１８は放電管１１を外側管
球１２から離して支持するための支持部材を示す。放電
シンプｌＯの長さは約２０礪である。外側管球１２の外
側の直径は約５傭である。放電管１１の両側の脚の各々
の内側の直径は約１．５鑞である。これはこの直径が１
０’ｍｍと２（ｌｌｌｆｆの範囲に入ることを意味する
。放電管１１には過大な量のナトリウムの他に希ガスも
入っておシ、今の場合ネオンが入っておシ、ソれに１％
のアルゴンが加わっている。この希ガスの圧力は約１１
５０パスカルである。放電ランプ１０は大まかに見れば
英国特許第１５５８０１６号（特願昭５２−１２７６５
８号、特開昭５８−５６８７８号）に記載されている放
電ランプに対応している。

第２図において、符号３及び５けことでも周波数変換器
４の入力端子を示す。また、符号６及び７はここでも周
波数変換器の出力端子を示す。この周波数変換器は交流
を直流建変える部分を具え、その後段に直流を交流に変
えるプッシュプル変換器を従えて−る。

この目的のため、周波数変換器の入出力端子３及び５に
ダイオードブリッジ８０，８１．ｆｌ１２゜：３Ｂｆ接
続する。このダイオードブリッジの出力端子ＡとＢとを
コンデンサ８４により互に接続する。また、出力端子Ａ
Ｋはコンデンサ８５．ダイオード８６及びもう一つのコ
ンデンサ８７の直列回路を接続する。コンデンサ３７は
またコイル８８を介して端子Ｂに接続する。ダイオード
８６とコンデンサ３７の直列回路をツェナ＼ダイオード
８９によシ分路する◇ ダイオード８６とコンデンサ８７の間の接続点に抵抗４
；０の一端を接続する。この抵抗４ｏの他端は抵抗４１
を介して端子Ａに接続する。この端子Ａけまた変圧器４
８の一次巻線４２のセンタタップにも接続する。−次巻
線４１２の第１の端子はトランジスタ４４のコレクタに
接続する。−次巻線４２の第２の端子はトランジスタ４
５のコレクタに接続する。２個のトランジスタ４４及び
４５のエミッタどうしを互に接続し、その点を更にコイ
ル８８に接続する。

抵抗４０と４１の間の接続点をトランジスタ４４のベー
スに接続する。トランジスタ４４のベースを更に変圧器
４３の二次巻線４６を介してトランジスタ４５のベース
に接続する。

−次巻線４２はコンデンサ４７によシ分路する。

膜層に、トランジスタ４４のコレクタをコイル４８を介
して出力端子６に接続し、トランジスタ４５のコレクタ
をコンデンサ４９を介して出力端子７に接続する。

第１図及び第２図につき述べた実施例では、入力端子間
の電圧が約１２０Ｖ、６０Ｈｚであり、周波数変換器４
の出力周波数が約１６０　ＫＨｚである。

この時放電ランプ１０が消費する電力は約１８Ｗであり
、出力光束は約１９８０ルーメンである。従って、発光
効率は約１１０ルーメン／Ｗである。

同じランプの６０　Ｈｚの電源が漏洩形の単巻変圧器を
介するものであシ、ランプ１０の消費電力が同じく１８
Ｗである場合、ランプの発光効率は９６ルーメン／ＷＬ
かなかった。

上述した本発明に係る周波数変換器４とランプ１０の組
み合せの所謂システム効率は約９０ルーメン／Ｗである
。ランプｌＯと６０　Ｈｚでの漏洩形単巻変圧器とを具
える、本発明によらないが、相当する組み合せのシステ
ム効率は約５５ルーメン／Ｗにしかすぎなかった。

第１図及び第２図の実施例では、回路要素の値はほぼ下
記の通シである。

抵抗４０　：　３．８にΩ 抵抗４１：８８にΩ コンデンサ８４　：　２２　、ＡＦ コンデンサ８５：１５０ｐＦ コンデンサ８７　：　１５　／ｕＦ コンデンサ４７　：　１　ｎＦ コンデンサ４９：１００ｎＦ コイル８８　：　６　ｍＨ コイ＃４　ｓ　：　０．８　ｍＨ 変圧器４８の一次巻勝４２の各学部は約８０ターンを有
する。二次巻線４６は１ターンだけから成る。

図示したランプ１０（第１図参照）に周波数変換器４の
出力周波数以外の周波数の交流電圧を供給した時、表１
に示すような発光効率の値が得られている。なお、ラン
プの消費電力は１８Ｗのままとした。

表　　１ 第１図及び第２図の装置の選択（１６０ＫＨｚ）け周波
数変換器４の、例えば効率のような特性によっても決ま
る。

表１から明らかなように、周波数が高くなると、ランプ
の発光効率は最初は上昇するが、次に実質的に一定にと
どまる。

第８図は本発明に係る第２の構成を与えたランプユニッ
トの側面図である。第８図において、符号６２け円筒外
側管球を示し、との外側管球はＵ字形の低圧ナトリウム
蒸気放電管（図示せず）を取り囲む。外側管球６２の内
壁には、第１図のランプと類似した態様で、酸化インジ
ウム層６４を設ける。この酸化インジウム層６４は透明
であると共に導電性である。この酸化インジウム層６４
は放電管の電極に電気的に接続する。この酸化インジウ
ム層６４はランプユニットで発生するナトリウムの元に
対し透明である。また、この酸化インジウム層６４が導
電性であることは、就中、ランプユニットの漂遊電波（
５ｔｒａｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒａｄｉａｔｉｏｎ　
）を抑える。

Ｕ字状放電管（図示せず）の構造と充填物とは第１図の
放電管の構造と充填物とに類似する。しかし、第８図の
場合の電極間隙は一層大きい。事実、この場合は約３５
Ｗのランプが対象となる。

符号６５は周波数変換器を示す。また、ランプユニット
のランプキャップ（口金）には符号６６が与えられてい
る。

外側管球６２の直径は約５６Ｉｎである。またランプユ
ニットの全長は約５ｏｃｒｆＬである。

一実施例では、ランプキャップ６６をランプホルダ（図
示せず）内に配置し、後者のランプホルダを介して約２
２０Ｖ、５０Ｈ２の交流電圧を供給する。

この交流電圧は第１図の周波数変換器４と類似した態様
で周波数変換器６５の入力端子間に加える０ この場合周波数変換器６５の出力周波数は約２１５　Ｋ
Ｈｚである。この周波数変換器には、例えば、半橋絡整
流回路を設ける。周波数変換器６５の出力端子は外ｉｎ
ｎ管球６２０内側に位置する放電管の内部１！極に接続
する。

表■の下の列はこのランプユニットのランプ部の結果を
示す。比較のため、第１列に同じランプ部に本発明によ
らない態様で、即ち、このランプ部にコイルを介して約
５０　Ｈｚの交流電圧を供給し、ラングの消費電力を８
５Ｗと同じくした場合に得られる結果を示す。

この表Ｈから明らかなように、低圧ナトリウム蒸気ラン
プの発光効率は、特別な範囲の高周波を加えた時、この
ランプに低周波で行なう既知の供給の場合よシも１０％
以上高くできる。省エネルギーの観点から見て、これは
との光源にとって大きな利点となる。これは十分効率的
である。

本発明に係る配置において、前述した放電管の電力と異
なる電力の低圧ナトリウム蒸気放電管を用いることもで
きることは想像できる。

例えば、周波数変換器が２個以上の放電管に給電するこ
とができる。これは、例えば、２個以上の放電管を具え
る照明装置の場合に生じ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の略式説明図、第２図は、
舘１図の周波数変換器の回路図、第３図は、ランプユニ
ットに構成した本発明に係る装置の第２の実施例の説明
図である。 １．２・・・入力端子 ３．５・・・周波数変換器の入力端子 ４、・・・周波数変換器 ６．７・・・周波数変換器の出力端子 １０・・・低圧ナトリウム蒸気放電ランプ１１・・・放
電管　　　　　１２・・・外側管球１８００．ランプキ
ャップ　　１４・・・酸化インジウム層１５・・・半球
状端部　　　　１６　、１７・・・電極１８・・・支持
部材 ８０〜８３・・・ダイオードブリッジ ８４　、８５　、８’ｌ　、　４７　、４９・・・コン
デンサ８６・・・ダイオード　　　　３８．４８・・・
コイル８９・・・ツェナダイオード　４０　、４１・・
・抵抗４２・・・−次巻線　　　　　４３・・・変圧器
４４　、４５・・・トランジスタ ４６・・・二次巻Ｍ　　　　　６２・・・外側管球６４
・・・酸化インジウム層　６５・・・周波数変換器６６
・・・ランプキャップ（口金）。 特許出願人　　　エヌ・べ−・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン ＦＩＧ、２ 第１頁の続き ０発　明　者　ヨゼフ・イシドール・シリエル・ペーテ
ルス オランダ国５６２１ベーアー・アイ ンドーフエン・フルーネヴアウ ツウエツハ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　少なくとも２個の内部電極を設けた金属蒸気放電管
   と、この放も管にこｎらの内部電極を介して交流を給電
   する周波数変換器とを具え、放電管の内部にナトリウム
   を入几、周波数変換器の出力周波数を少なくとも６　Ｋ
   Ｅ（ｚとした金属蒸気放電管を具える装置において、前
   記放電管を希ガスを入′ｆ′Ｌ、た低圧ナトリウム蒸気
   放電管とし、周波数変換器の出力周波数を少なくとも８
   ０　ＫＨｚとしたことを特徴とする金属蒸気放電管を具
   える装置。 区　周波数変換器の出力周波数を高々８００　ＫＨｚと
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属
   蒸気放電管を具える装置。 ＆　放電管の断面をほぼ円形とし、その内径を１０ｍｍ
   と２０ｍｍとの間におくことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の金属蒸気放電管を具える装置。 侃　低圧ナト＋ｌウム蒸気放電管と、周波数変換器とが
   同じラングユニットの一部を形成し、低圧す）　ｌ／ウ
   ム蒸気放電管を透明な導電体層て取力囲んだことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の
   金属蒸気放電管を具える装置。