JPS6037646A - 高圧ナトリウムランプ - 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】 本発明はランプ外球内に、透光性セラミＪり′４′体か
らなりナトリウム、水銀および始動用布ガスを封入して
なる発光管を写し、且つランプ外球内にガスを封入し１
こ、主に集魚灯の用途に適する高圧ナトリウムラップに
関するものである。

最近、漁業において魚の趨光性を利用し、燈火により効
果的に魚を集め漁獲する方法が種々開発されている。中
でもイカ釣漁、サンマの棒受は漁は多量の燈火を使用す
る漁法であることはよく知られている、従来、Ｃの燈火
としては大部分が白熱ラップを使用しており、イカ釣漁
、サンマ棒受ケ漁にオイｔ１．ｔ　’ｌ　ｉ当ｔ）　２
０（ＩＷＨ，〜４００に＊Ｊ：ｆ　ｆＷ度と膨大な電力
使用量となりでいろ船が多数存在するうこの燈火に要す
る費用も原油価格の」二昇と共に年々増加傾向を示し、
経済的負担も増大している。

そこで近年白熱ランプに代えて、高効率、長々命特性を
■する高圧放電う／ブの使用が検討されている。白熱ラ
ンブト・二は効率が２０１１ｍ１ＷＷ度であるが高圧放
電ランプ、例えば一般照明に用いられている水銀灯用安
定器適合型高圧ナトリウムランプの効率はランプ電力９
４０ＷＦ約１６０１ｆｎ／Ｗを葺しており、白熱ランプ
と同一の明るさを得るには約１の電力使用量ですみ大巾
な省電力化が可能となる。又ラップ寿命も白熱ランプに
比べ大巾に改善される１こめ、ランプ交換費も軽減され
る。

一般照明用高圧ナトリウムランプを集魚灯光源として使
用するｆこめに考のしなければならない点は、まず第一
に、通常重圧ナトリウムランプ（まランプ効率を良くす
る為に発光管内の始動補助ガスとしてキセノンガスを用
いるが、この発光管を点灯させる為には数千ホルトの高
電圧パルスを必要とし、従って外球内の耐電叩は光分こ
１”Ｌに応じる様にする必要があること、および外球内
にガスが存在すると発光管カベの熱損失が増加し効率の
低下をまねく等の理由により、外球内は高真空に保ｆコ
れているということである。第２に集電灯は、従来から
ランプ外球にカバー等を設けない口金上棟点灯であると
いうこと。第８にランプは船舶に取であるということで
ある。そこでこれらについて調査し１こ結果、一般照明
用高圧ナトリウムラップを集魚灯光源としてそのまま使
用し１こ場合、主ｅこ欠の様な問題があることがねかつ
Ｔこ。

その一つとして、外球に海水、雨水がかかつｆこ鴨合の
熱的衝撃、あるいは降ヒョウ、物をぶつけろ等の機械的
衝撃により外球が破損し１こ場合に外球内が晶直空であ
る為、爆発音と共に細かなガラス破片が相当広範囲に飛
散する、このことは船上の漁師の安全と、漁具および商
品である魚の管理」：大きな問題である。次に海上の気
象状況が悪い場合などにおいてランプが強振すると、特
にう゛／ノブ命末期のランプにおいて立消が発生し易く
なり、う゛ノブが立消え１こ場合には均一でかっ一定水
桑の明るさが得られず集魚効果が悪くなるなどの問題が
ある。

本発明はこのような事情に基づきなさ；ｎ、ｆこもので
、透光性セラミ・ツク管体からなる発光管内にナトリウ
ム、水銀および始動用希ガスを封入しｆこ高圧ナトリウ
ムランプにおいてランプ外球内に常温状態において２０
０〜５００　トールの窒素ガス又は希ガスを封入し、か
つ点灯中の発光管の管壁負荷を２０Ｗ／ｄ以上とするこ
と等により、集魚灯に適し１こ高圧すトリウムランプを
提供するものである。

以下、本発明を実験結果および実施例に基づき説明する
。

まず、外球内にガスを封入することによる外球破損時の
ガラス破片の飛散の状況を調べる為外球内ガス圧を種々
の値に設定Ｉ−だラップに機械的衝撃を加え実験を行な
っ１こ。その方法として３ｍ四方で各側面に高さ１ｍの
衝立を設けたます形の中央で萬さ１ｍの所にう／ブを取
付け、このランプの外球に衝撃を与え外球を破損させる
ことにより行なつ１こ。外球の大きさは最大径１８０＋
ｇのもので通常１キロワＪト程度のラップ電力に適し１
ごものを用イ１こ。その結果、外球内真空のものにおい
てはガラス破損時に大きな爆発音と共に細かなガラス破
片がます形全体に広がり、一部ガラス破片は何人ガス圧
を段階的に１００トールずつ、７００トール迄封入し１
こランプについて各々実験し１こ結果、外球内ガス封入
圧が増すにし１こがい、外球破損時のガラス破片の飛散
程度は軽減し、その破片も大きくなるが外球内封入ガス
圧が２００ト一ル以上においてその結果は顕著であり、
その飛散は半径約１．５により外球内ガス圧は封入時（
常温時〕のガス圧の約２倍となるが、封入圧が５００　
）−ルをこえると当然外球内ガス圧は大気圧以上となり
外球破損時に逆にガラス破片の飛散度が大きくなろほが
発光管、の熱損失の増加による効率の大巾低下、および
外球表面温度上昇により熱衝撃による外球破損が起こり
易くなる等の点で少なくとも外球内封入力ｘ　Ｅは５０
０トール以下とする必要がある。好ま第１図は実験に用
いｆこ高圧ナトリウムランプの−ｍｆｓ＃ｊａｌ−ｎス
Ｋｌ’ｅｌｒｊｑＩＦｆｉ８４ｆ１’＄＋＊ｍａＯＬ、
ｓ％）Ｖ性セラミック管からなり、内部にナト１ノウム
、水銀および始動用希ガスとしてキセノンガス１１゛封
入されている。

この発光管）２）の夕）表面には始動補助電極と１−で
近接導体３が設けられている。この様に構成し１こラン
プの夕１球ｌ内に封入ずろガスとして各種のガスなラン
プ特性が得られることを確認しＴＳ０従米から面圧ナト
リウムランプの発光゛ひの電流導入体４゜４′として透
光性セラミ・・り（通宮多結晶アルミナ）と略熱膨張率
が合致し１こニオブ又はニオブ合金が用いら１ｔており
、透光性セラミ°ｌり管とはセラミックロウ材にて気密
に封着さｔＬ”ｃいる。このニオブ又はニオブ合金とｅ
〆累ガスか制温状態にて反応しニオブ又はニオブ合金の
脆化にまる発光管気密不良あるいは窒素ガスの発光管内
への拡散による発光管の始動性の悪化等を起こすと一般
的に考えられてい１こが、実際に実験し１こ所、ランプ
野命中における外球内ガス圧の低下、発光管気密不良。

発光管の始動性、およびコスト等において特に実用的な
範囲で問題がなかつ１こ。叱方外球内封入ガスとして希
ガスについても実験を行なつｆコが、希当である。しか
しながら発光管から熱損失をおさえろ目的で１ことえば
窒素カスより熱伝導率が低いキセノンガスと窒素ガスの
混合ガスを用いろこともでき、このように目的に応じて
窒素ガスと希ガスの混合ガスを用いることも可能である
。

次に夕を球内に窒素ガスを８５０　＋−−ル封入し１こ
場合のう゛ノブ特性を外球内を真空にし１こものと比較
しＴこ結果、夕１球内にガスが荏在することにより発光
管が冷却され、発光管内の封入物の蒸気圧が上昇しない
為、所望のランプ特性が得られにくいということ、およ
び同様の理由でランプ点灯時の周囲温度の高低、風の強
弱によってもランプ特性が変動しやすいことが判明し１
こ。そこで発光管内の蒸気圧を決定する発光管端部の最
冷都温度を畠める目的で一般的に適用されている金属製
保温筒５゜ｇを発光管２の両端に設け、所定の蒸気圧を
得１こ。

尚、集魚灯としては口金上点灯が一般であり又外球内の
ガスの対流の関係から、発光管温度は上下非対称となり
、口金側の保温筒５′は必要以上に巻き付けろと発光管
端部は過熱気味となり発光管の気密不良を生じ易くなる
。よって先端側の保温筒５は必要であるが保温筒５はな
くすことも可能であり、む【７ろなくシ１こ方がう゛／
ブ組立コストの上からも好ましい。

第１表は実験に１月い１ニランプの仕様およびう゛／プ
特性値であろうランプ特性はランプ電力１０００Ｗ　、
　ラ’、／　フ’１１　Ｅ約１３０ＶＩ！：ｆＪルヨう
ＶＣＷｉ　’Ｌ　シＴ：。

Ｚ、ランプ構造は第１図と同一で発光管は内径ｌＯ朋の
透光性セラミ・・ツク（多結晶アＪレミナ）管を用い始
動用希ガスとしてキセノンガス２００１−−１しを封入
し又外球内封入ガスは窒素ガス８５０トール−冗とし１
こ。尚、参考として一般照明用う′ノブ（夕を球内は高
真空］の仕様及び特性を應１０　としアふＬ４−ｒお（
−この−吋閘明用ランプの発光管内カスが２００トール
封入されている。ランプ点灯中のナトリウムおよび水銀
の蒸発斌はす１−リウム約０、　Ｌ　Ｍｇ、　７Ｊ（銀
約４．９　ｍｆであるのに対し、う／ブが命中において
発光管部材とナトリウムが反応しナトリウムが消耗する
ことによる影響を除く１こめ、ナｌ−ＩＪウムおよび水
銀は過剰に封入さｔしている。

又ナトリウム！−３よび水銀が過剰に封入さオ］２てい
るｆコめ、こ几らの蒸気圧は発光管内の最冷部温１（に
左右され、仁のような特性を持つう゛ノブは一般に飽和
蒸気圧形う′ノブと呼ばれている・第　１　表 ※ｌ振動数１０〜１００■Ｚ、加速度ＩＯをランプに加
え１こ時のランプ電圧の上昇値の最大（単位Ｖ）とその
評価（○は町、×は不可ン ｉ）’（２−１ｏ　０時における常温時からのランプ電
圧の低下値（単位Ｖ）とその評価（○は可、×は不可） 第１表から外球内にガスを封入することにより一般照明
用う／プ（外球内高真空）の効率の１削減以内とする１
こめには管壁負荷を２０’ｉＶ／ｄ以上とする必要があ
る。通常夕）球内が真空の場合、’Ｒ壁負荷を２０〜２
２　Ｗ／ｄ以上にすると発光管に用いている透光性セラ
ミリフ（多結晶アルミナ）萱の管壁温度が許容値以上と
なる為使用に耐えないが外球内ガス封入の場合、封入ガ
スの対流により発光管が冷却されるｆこめ実験の結果、
少なくとも管壁負荷が２０Ｗ／ｃ１１迄においては異常
のないことを確認し１こ。又管壁負荷が一般照明用ラン
プと同様の１８　Ｗ／　ｄ程度では封入ガスによる冷却
効果が大きく所望の蒸気圧を得ることは難しく、よって
保温筒の１］を広くすることになるが、保温筒の遮光に
よる効率の低下および発光管端部の温度勾配が：准にな
ることにより発光音気密不良を誘発し易くなる等の問題
があり、この点からも管壁負荷は２０ＶＶ／　ｃｄ以上
とし１こ方がよい５次に集魚灯の使用目的状況からラッ
プに対する振動及び周囲温度は相当広範な条件が考えら
れる。耐振性においては振動数１０〜ｔｏｏｌ（ｚ　、
加速度ＩＧにおいてラップ電圧の上昇値の最大は少なく
とも１０７以内におさえないと初期のランプ′ＦＬ王の
バラツキ、寿命中のランプ電圧の上昇を考慮し１こ時、
立消を発生する可能性が大きい。同様に周囲温度におい
ても低温時でかつ風がある場合、ランプ電圧の低下は大
きく、これはランプ点灯回路の電流増加による安定器の
過熱焼損を誘発する恐れかあり、安定器の周囲温度の低
下による冷却を見こしてもう゛ノブ電圧の低下ハ少ナク
と６１０ｖ以下にする必要がある。以上のことから、耐
振性および周囲温度とランプ電圧の関係からナトリウム
、水銀封入量の合計は２ｏｑ未満であれば曳いといえる
。封入１且が少ない程周囲温度の影響が少ない理由は封
入量が少ないとナトリウムに対し、蒸気圧の茜い水銀の
比率が多くなることによると考えられろ。ｋ　ｌ　ｏ７
１ｉ　９はランプ点灯中は封入物の全量が蒸発し、発光
管内は不飽和蒸気状態となっており、振動２周囲温度の
影響を受けず、かつ寿命中のう゛／ノブ電圧上昇もな蒸
気圧の高低によりラップ電力の調整が行なわｆｌている
が、ＨＥナトリウムラ゛／プにおいても発光管内を不飽
和蒸気状態とすることによｔ）、白熱ランプ同様電源電
圧によりランプ電力の調整を行なっても、ランプ電圧が
ほとんど変化しないＴこめ、実用的な範囲で立消９発光
色の変化等において問題がなく、最も優れ１こ特性を有
しているが特公昭５８−１８７４２　号公’Ａで述べら
れているようにすトリウム、水銀の封入方法あるいは寿
命中のナトリウムの消失に対して特別な注意が必要であ
る。

今回の実験で透光性セラミック（多結晶アルミナ）管径
が１１ｇｇおよび１２順について試験を行なつ１こが同
様の結果であつ１こ、尚ここでいつ管壁負荷〜Ｖ／護と
は発光管で消費する″電力Ｗを発光管の電極間長におけ
る透光性セラミ・ツク営の内表面積ｃＡで割つ１こ値を
さす、 第２図は本発明にかかる他の実施例で水銀灯用安定器で
点灯可能となるようにし１こものでランプ外球ｌ９発光
管２．近接導体３．電ＩＭ導入体４，４及び保温ＷＪ５
は第１図と同様であるが外球ネック耶には抵抗６．グロ
ースイ・ノチ７及び熱応動スイッチ８の直列回路からな
る始動装置が設けられている。又この始動装置、待にグ
ロースイッチがランプ点灯中の熱によりその特注が劣化
しないようにセラミ・ｌりからなる遮熱板９を設けてい
る。

以上述べ１こ如く本発明によれば安全性に優れ長寿命萬
効率の集魚灯に適しｆコ高王ナトリウムラップが得られ
ろ。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明に係る高圧ナトリウムランプの一実施例
を示す概略構成図、第２図は不発明にかかる水銀灯安定
器適合型高圧すトリウムラップの実施例の概略構成図で
ある。 ■・・・・・・外球、　２・・・・・・発光管、　３・
・・・・・近接導体。 ４．４・・・・・・電流導入体、５，５・・・・・・保
温筒。 オ　１　図 汁　Ｚ　図 第１頁の続き ＠発明者肥１）康夫 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地　日本電池株
式％式％（） ２、発明の名称 高圧す１ヘリウｌ５、ランノ ３、補正をづ゛る貨 事（′１との関係　特５ｒ（出１・；′α人代表者　ｊ
小　父ｊ（１１ノ、１１ ４、代理人 ０、補正の内容 （１）明ｆｉｌｌ　Ｆｊ第６　ＴＦ、：　６行Ｉｆ　’
Ｚ）　［ｆ＋’＝　２．’　ＩＪ　ＭＸＩ　２’（’（
−’　ｄ層Ｊ　Ｊを「効果は顕若であり」とｎＪ’　ｉ
［’Ｊ’　＜Ｃ）、。 （２）明細２」第１２頁１０行］」の「２０＼へ゛・ｕ
ｎｉ　１をＦ　２　Ｇ　Ｗ、’　ｃｕｔ　ｊと訂正ηる
。 １７．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１透光性セラミパＩり管体からなる発光管内にナト
   リウム、水銀および始動用希ガスを封入し、電流導入体
   がニオブま１こはニオブ合金である昆王ナトリウムラン
   プにおいてう゛／ジブ外内に常温１犬ＴＪＡにおいて２
   ００〜５００トールの窒素ガスま１こ番よ窒素ガスと希
   ガスの混合ガスを封入し１こことを特徴とする高圧ナト
   リウムラップ。 （２１ａ光性セラｊ−／り管体からなる発光管内にナト
   リウム、水銀お、よび始動用希ガスとシテキセノｈｌｌ
   ス ｍ１人し、電流導入体がニオブま１こ１．ｔニオブ合金
   である高圧ナトリウムランプにおし）て、／Ｊ＞なくと
   も発光管の一端に保温筒を設け、管壁負荷を２０Ｗ／ｄ
   以上とすると共にランプ外球内に常温１犬１ｊＭ　ニオ
   イて２００〜５００トールの窒素ガスま１こζよ窒素ガ
   スと希ガスの混合ガスを封入しｆ二ことを特徴