JPS5968162A - 低圧ナトリウムランプ - Google Patents

低圧ナトリウムランプ

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Publication number
JPS5968162A
JPS5968162A JP16053582A JP16053582A JPS5968162A JP S5968162 A JPS5968162 A JP S5968162A JP 16053582 A JP16053582 A JP 16053582A JP 16053582 A JP16053582 A JP 16053582A JP S5968162 A JPS5968162 A JP S5968162A
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JP
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discharge space
tube
discharge
space
outer tube
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JP16053582A
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JPS6360504B2 (ja
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Makoto Toho
東方 眞
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H01J61/74Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a main light-emitting filling of difficult vaporisable metal vapour, e.g. sodium

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は、高輝度で且つ大光束が得られる全く新規な低
圧ナトリウムランプに関する。
(背景技術) 高輝度でしかも大光束が(Mられる放電灯としては、例
えば水銀ランプ、高圧す1−リウムランプの如き高圧金
属蒸気放電灯が実現され実用化されている。
しかしながら、このタイプの放電灯は、定當点灯時は高
気圧、高温で動作するように設d1されているため、第
1図に示すように点灯開始後数分間は管内が低温、低気
圧であるため光が十分でない、所謂ウオームアツプの時
間(同図においてO〜L1の時間)を必要とし、また、
点灯後一旦消灯してI’ll N点灯させようとすると
、管内が高温、高圧になっているため再始動できず、再
始動可能になるまでに消灯後、数分間(同図において 
t2〜b )を要するという欠点がある。更に、所望の
光色、色温度を得ようとしても、実用的に使える放電(
発光)物質は数種以下に限定されるため、特定の光色、
色温度となってしまい、自由な設計がしゲWいという欠
点もある。更にまた、高温となるため一般の軟質ガラス
が使えず加工も困Pltで、特に高圧ナトリウムランプ
においては、高気圧になるとすトリウムの活性がより強
くなり、管材として石英すらも使えなくなり、極めて高
価な多結晶アルミナ・セラミックを使わざるを得す、極
めてl111価になる欠点がある。
(発明の目的) 本発明は」−記欠点に鑑みなされたもので、その目的と
するとごろは、従来の放電灯とは全く異なる原理からな
る、定常点灯時も低気圧で動作し、コンバク(・で瞬時
産月可能でしかもiI!+輝度、大光束で光色、色温度
も良好なナトリウムランプを提供するにある。
(発明の開示) 本発明のハ本的構成を第2図に示す。本発明に係る一ツ
ートリウムランプは、気密空間を形成する円筒状の外管
1と、該外管1内の略中心に配設された同心円筒状の内
管2と、外管1を覆う保温用の透明のガラス簀よりなる
カバー管3とより成り、該内管2の両端は開口し、該両
開口部には1対の電極4,4が配設され、内管2内を放
電空間Aとし、外管1内のその他の空間を非放電空間B
とする。そして、放電空間へを形成する外表面積すなわ
ち内管2の外表面積Saに幻する非放電空間13を形成
する外表面積すなわら外管1の外表面積Shを sb≧5・Sa とし、放電空間A内の放電絹:持時の平均陽光柱電位傾
度[Lを ■る≧1.5V/cm とし、主放電(発光)物質をすトリウム蒸気とする。
なお、外管1、内管2及びカバー管3の形状は上記のよ
うに円筒状である必要はなく、外管1及びカバー管3(
コ例えば現行の高圧すl・リウムランプの如き形状でも
よく、内管2は屈曲していてもよく、また開口部は上記
構成に限定される必要はなく、外管1と内管2が同一気
密になるような開口を具備すればよい。
次に、かかるナトリウムランプの動作原理及び効果を説
明する。まず本発明に係るす1−リウムランブは、前述
のように低圧金属蒸気放電であるので、螢光ランプとそ
の動作原理は本質的に同一であり、始動後直ぢに十分な
明るさに達し、消灯後の再点灯も直ぢにできる。ま)こ
、放電空間へに対し非放電空間Bが極端に広<  (S
b≧5・Sa)、且つ、各放電空間Δ、Bは同気密であ
るため金属蒸気の最冷温度は、放電空間内温度に比し十
分低くなり高効率な放射を維持できる。つまり、放電空
間Δに対する非放電空間Bの比(B/Aとする)を変え
ると、勿論、放電空間△及び非放電空間Bの外表面積S
a、Sbや包絡形状にこも左右されるが、これらを典型
的な形状として固定すると、第3図に示す如き特性が得
られる。なお、同図においてTaは放電空間Δの表面温
度を、Tbは非放電空間Bの表面温度を、Tcは周囲温
度をそれぞれ示す。
従っζ、放電空間へのみよりなる1%−管放電灯に比べ
放電空間温度はより高温になるものの、最冷温度は非放
電空間Bで規制されるため、より低温になる。そして、
その差は上記B/Aが大きくなればなる程大きくなる。
このことは、ランプ入力を増し高輝度、大光束を図って
いく場合、非常に効果的となる。
第4図は589nm、  590nm (1つ線)可視
光の発光効率を示す図、第5図はナトリウム原子のエネ
ルギー準位図であり、低気圧時におけるD線だけの発光
効率を最大とするには、周知の如く管内温度を約270
℃(それに相当するすトリウム蒸気圧は数mmTorr
)にする必要があり、このようにしたのが現行の低圧す
1−リウムランプである。かかるランプは効率は高いが
、純黄色で白色感がなく演色性が極めて悪く、しかも低
輝度で大型という欠点がある。かかる欠点を改善して高
輝度、大光束化するためには、放電部を小さくすると共
にランプ人力を大きくする必要があるが、このままでは
管内温度が異品に上がり、低気圧を維持できず瞬時点灯
が不可能になる。しかるに、本発明は上記のように非放
電空間B@設けることにより、管最冷温度を所望の27
0℃近くにとるのが極めて容易になり、低圧放電を維持
でき瞬時点灯が可能になるのである。
次に、−1−記sb≧5・Saなる数値限定(7)(艮
Iタルを説明する。発熱体の外表面の温度は、発熱f(
1≦う1(本発明においては放電空間A)におりる発熱
量(本発明においては実質的には放電電力)が一定であ
れば略発熟体の外表面積に相関するので、非放電空間I
3の外表面温度を′I″hとし、外表面積をS hとし
、周囲温度をTcとすると、非放電空間Bを略真空に近
付りれば非放電空間Bの外表面でのン品度」二昇ΔTb
はおおよそ Δ゛I″1〕= T b −T c cl−1/ S 
bとなる。従って、非放電空間Bの外表面fisbが人
であればある程、非放電空間Bの外表面温度1’ IJ
は周囲?Wt度T’cに近イ」くわりである。
また、放電空間へは非放電空間Bの外表面を新な周囲温
度とめなしての関係となるので、放電空間Δのめよりな
るi13管でのγIJ1度上昇をΔ’raoとすると、
非放電空間Bで囲われている場合には、その温度−に胃
Δi’ aはおおよそ Δ′Fa−ΔTao+Δi’ b となる。ずなわら、非放電空間Bの外表面積sbが大に
なればなる程、7iり電空間への外表面温度Ta圓放電
空間へのみよりなる11χ管での外表面/l■度に近付
くことになる。
このように、非放電空間Bの放電空間Δに対する外表面
積が人になればなる程(第3図においてB/Δが大にな
ればなる程)、非放電空間13の外表面温度Tbは周囲
温度1゛Cに、放電空間への外表面温度′Faは放電空
間へのみによる単管での外表面温度に近付くことになり
、(非放電空間Bの外表面積Sh)”= (放電空間へ
の外表面積Sa)のとき、すなわち第3図においてB/
Δが1のときは逆の極限で、非放電空間Bの外表面温度
1゛bは放電空間Δのみによる小管での外表面温度に近
付き、放電空間Aの外表面温度Taは上記単管での外表
面温度に、非放電空間Bの外表面温度Tbと周囲温度T
cの’1Tjr度差分を足した1ノベルになる。そして
、sb≧5・Saになると、放電空間へのみによる単管
でのt品度上昇の約115以下となる。 しかるに、今
、コンバクl−で高輝度、高出力のランプを得ようとす
ると、一般に放電空間△のめによる中管で相定すると、
放電空間への温度は、 100〜数100°Cという極
端に商い値となるが、」二記のようにsb≧5・Saと
することにより、非放電空間Bの外表面温度1′bを普
通に単管が設51、使用されるときの管温度に近くなる
訳である。
次に、放電空間A内の放電維持時の平均陽光柱電位傾度
Eについて述べる。陽光柱電位伸度Eが高いということ
は、放電中の電子温度すなわち電子エネルギーが大きい
ことを意味する。ところが、現行の低圧す]−リウムラ
ンブでば周知の如く、陽光柱電位傾度IEが0.5〜I
V/cm程度であるため、第5図に示すエネルギー準位
図において最低のエネルギー準位図位(32P)−・の
励起が殆どで、その励起準位から基底準位(32S )
への発光(D線)のめであった。しかるに、陽光柱電位
傾度Eを1.5V/cm以」二に上げると、より高い準
位(32D以上、4′P以J二、  4’S以上)への
励起度合が増え、そこからの放射が盛んになる。ずなわ
ぢ、D線以外に300nm台の近紫外線、D線近傍の緑
〜赤のる可視発光が強くなる。(j(lって、近紫外線
G′、1螢光体を介して可視変換させる電力、■〕線近
傍の緑〜赤のる可視発光はそのまま使えば、現行の低圧
ナトリウムランプに比べ余り全効率を1nなわないで、
より白色感の増した、より演色性の向」ニしたすトリウ
ムランプを提供できる。
また、かかる場合の放電部の温度は、1f)1々、数1
00°Cに保てるのでナトリウムの活性も高圧ナトリウ
ムランプ程ではなく、従って石英管、場合によっては硬
質カラス管で十分対処できる。
(発明の効果) 本発明に係る低圧ナトリウムランプは上記のように、気
密に形成され外管内に一部に開[1を有する内管を設け
、咳内管を放電空間とすると共にその回りに相対的に大
きな非放電空間を設り、放電空間内の放電維持時の平均
陽光柱電位(中度を1.5V / cm以」二とし、主
放電物質をす1−リウJ−范気としたので、高輝度、大
光束の放電灯であるにもかかわらず、瞬時点灯が可能で
、瞬時に十分な光束が得られ、しかも光色、色温度も良
好な従来のす1リウムランプとは全く異なる新規な低圧
すトリウムランプを提供できる。また、ノjk電空間の
温度が高々数100℃であるため、ナl−リウムの活性
も高圧すトリウムランプ程ではなく、従って、高価な多
結晶アルミナ・セラミックを用いることなく、石英管、
場合によっては硬質カラス管で十分対処できるといった
利点も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は高圧金属蒸気放電灯の点灯特性図、第2図は本
発明の基本構成を説明する簡略図で、(a+は断面図、
(hlは斜視図、第3図は本発明に係るすトリウムラン
プの管内温度特性図、第4図は589nm、  590
nm (1)線)可視光の発光効率を示す図、第5図は
すトリウム原子のエネルギー準位図である。 1・・・外管、2・・・内管、3・・・カバー管、4・
・・電極特許出願人 松下電工株式会社 代理人 弁理士 竹元敏丸 (ほか2名) 第1図 第3図 RA 第4図 第5図 月1 糸ダL  、i、im?  〒I王 T薯:(自
発?1liiD昭11158年11月1r1 1市庁長官 殿 1、事+’lの表示 昭R]57年 特許側 第160535号2、発明の名
称 低圧すトリウムランプ 3、ンlli正をする者 事(71との関1系   llろ許出願人住  所  
   大阪府門真市大字門真1048番地名 称(58
3)松下電工株式会社 代7.tイイ      小   林      郁4
、イし 理 人 住  所     人1′&J(IF門真市人宇門Ω1
04日番地明細害 ス’l”rjをそれぞれ「ガラス簀」と?111正する

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気密に形成され非放電空間Bを形成する外管と、
    該外管内に配設され一部に開口を有し放電空間Aを形成
    する内管と、上記外管を覆う保温用のカバー管とより成
    り、上記放電空間Aの外表面積Sδに対する非放電空間
    Bの外表面積sbをsb  ≧5 ・ Sa とし、放電空間Δ内の放電維持時の平均陽光柱電位傾度
    Eを E≧1.5V/cm とし、主放電物質をすトリウム蒸気としたことを特徴と
    する低圧ナトリウムランプ。
JP16053582A 1982-09-14 1982-09-14 低圧ナトリウムランプ Granted JPS5968162A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16053582A JPS5968162A (ja) 1982-09-14 1982-09-14 低圧ナトリウムランプ

Applications Claiming Priority (1)

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JP16053582A JPS5968162A (ja) 1982-09-14 1982-09-14 低圧ナトリウムランプ

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Publication Number Publication Date
JPS5968162A true JPS5968162A (ja) 1984-04-18
JPS6360504B2 JPS6360504B2 (ja) 1988-11-24

Family

ID=15717071

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JP16053582A Granted JPS5968162A (ja) 1982-09-14 1982-09-14 低圧ナトリウムランプ

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JP (1) JPS5968162A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0840353A3 (en) * 1996-10-31 1998-06-17 Toshiba Lighting & Technology Corporation Low-pressure mercury vapour-filled discharge lamp, luminaire and display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0840353A3 (en) * 1996-10-31 1998-06-17 Toshiba Lighting & Technology Corporation Low-pressure mercury vapour-filled discharge lamp, luminaire and display device

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JPS6360504B2 (ja) 1988-11-24

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