JPS6168850A - 低圧水銀蒸気放電灯 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は分離内管方式と称される低圧水銀蒸気放電灯に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の低圧水１１１Ｍ気放電灯は、例えば特開昭５８
−２）４２６４号公報に示されるように、水銀および希
ガスが封入された透光性の外管内に、一端に電極を有す
るとともに、他端が外管内に開口された一対の内管を収
容して構成され、このような低圧水銀蒸気放電灯は、管
内の水銀蒸気圧が外気中に露出される外管の温度で以て
決まるため、管径を小さくしても、効率を低下させるこ
となく高出力化が可能となる等の利点を有している。し
たがって、この点において、例えば既存の白熱電球と置
換えて交流点灯させる電球型けい光ランプとして好都合
となり、従来から実用化のための提案が種々なされてい
る。

ところが、その反面、この種の低圧水銀蒸気放電灯は、
長時間に亙っで連続して点灯させると、時間の経過とと
もに発光効率が低下することが欠点として見い出だされ
た。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
発光効率の低下を防止でき、長時間に亙って外管全体を
明るく均等に発光させることができる低圧水銀蒸気放電
灯の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明においては、分離内管方
式の低圧水銀蒸気放電灯を交流点灯させるに当り、放電
路を規制するための内管内に、この内管内の水銀蒸気圧
を制御するアマルガムを設置したことを特徴とする。

まず、この根拠から説明すると、本発明者らは発光効率
が低下する原因について究明し、種々の検討を加えた。

その結果、上述の如き分離内管方式の低圧水銀蒸気放電
灯では、長時間連続して点灯させた場合、内管の温度が
２００”Ｃを上回り、このため、外管に形成される最冷
部の作用により、内管および外管内の水銀蒸気圧が、一
般に最適値とされている６ｘ１０’Ｔｏｒｒ付近に制御
されていても、温度の高い内管内では、発光効率を支配
する水銀原子の密度が外管内よりも低下してしま゛うこ
とが見出だされた。

すなわち、従来、交流点灯の場合には、電極の極性が周
期的に反転するので、管内での水銀原子の移動は行なわ
れないものと考えられていたが、本発明に係る低圧水銀
蒸気放電灯の場合は、外管内の温度は外気との接触によ
って低く保たれているから、長時間の点灯によって内管
内が高温になると、放電空間内の水銀が最冷部である外
管の管壁に凝縮して付着し、この際、内管内の水銀蒸気
が外管内に向って引き寄せられてしまうことが見出ださ
れた。したがって、この水銀蒸気の移動により、内管内
の水銀原子の密度が低下してしまい、発光効率が低下す
るものと考えられる。

また、この内管と外管との間の水銀原子の密度差は、本
発明者らの究明によると放電空間内の水銀蒸気圧を一定
とした時、上記外管に形成される最冷部の温度に換算し
て約７℃に相当することが明らかとなり、この結果、分
離内管方式の場合では、外管の最冷部温度を７℃はど高
温側へ移行させる必要が生じてくる。一般に、外管の最
冷部温度は入力／外管表面積に依存するので、この入力
値と外管表面積を適宜変化させることによっても、ある
程度までは調整がきくが、その反面、外管の形状に制約
が生じ、設計上の自由度が失われる等の弊害が生じてく
る。

このような観点にもとづき、本発明においては、上記内
管内に、この内管内の水銀蒸気圧を制御するアマルガム
を設置し、内管内の水銀蒸気圧が低下し始めた際に、そ
の減少分に応じた量の水銀を内管内に補給するようにし
たので、内管内の水銀原子の不足がほとんど解消され、
発光効率の低下を防止することができる。

しかも、内管と外管との間に温度差が生じても、内管内
の水銀原子の不足が解消されるので、最冷部の温度を高
温側へ移行させる必要もなく、このため、外管の形状が
制約されずに済み、設計上の自由度が増す等の利点があ
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづいて説明す
る。

図中１は円筒状の外管であり、ガラス等の透光性材料に
よって構成されている。外管１の一端部はガラス製のス
テム２の封着によって閉塞されているとともに、他端は
球面部３によって一体に閉塞されており、この外管１内
には外方とは区画された放電空間４が形成されている。

このような外管１内には、同じくガラス等の透光性材料
からなる一対の内管５，５が収容されており、これら内
管５．５は外管１よりも格段に小径に形成されている。

本実施例の内管５．５は略Ｕ字状に曲成されており、そ
の一端開口部が上記ステム２上に封着されて上記放電空
間４内で互いに離間並設されている。そして、この内管
５，５の他端は放電空間４内に開口されてこの放電空間
４と連通されているとともに、この内管５．５の内面に
はけい光体被膜６が被着されている。

上記ステム２上には、リード線７．７を介して一対の電
極８，８が支持されており、これら電極８．８は夫々内
管５，５の一端部内に位置されて、放電空間４内とは区
画されている。したがって、内管５，５は電極８，８間
に形成される放電路を。

Ｕ字形を二つ並べた形に規制する放電路規制体として機
能し、これら内管５．５から放射された光は、外管１を
透過して外方に放射されるようになっている。なあ、外
管１の内周面には、内管５゜５からの放射光を拡散させ
る光拡散ｇ９が被着されている。

また、ステム２上には、外方に延びる細管１０゜１０が
気密に封着されている。細管１０．１０は内管５゜５内
の電極近傍に連通されており、この細管１０゜１０を通
じて放電空間４内の排気および所定量の水銀とアルゴン
等の希ガスの封入が行なわれ、この後細管１０．１０は
気密に溶断封止される。

ところで、この細管１０．１０内には、内管５，５内の
水銀蒸気圧をｌ１ＩＩＩｌするためのアマルガム１１が
設置されている。本実施例のアマルガム１１は、インジ
ウム（Ｉｎ）とビスマス（Ｂ　ｉ　）の合金に水銀（Ｈ
ｌを加えたものを使用しており、このアマルガム１１は
、上記細管１ｏ、　ｆｏの封止前にその先端開口部を通
じて投入される。

なお、上記外管１のステム２側の端部には、口金１２お
よび安定器と点灯管とからなる点灯回路部１３を備えた
カバー１４が連設されており、上記両電極８．８はこれ
ら点灯回路部１３および口金１２を介して交流電源１５
に接続される。

このような構成によると、長時間に亙る点灯に伴い、内
管５，５内の水銀蒸気が外管１に形成された最冷部に凝
縮して徐々に外管１側に引寄せられて行くと、その減少
量に応じた量の水銀がアマルガム１１から放出される。

したがって、点灯中水銀原子の密度が低下する内管５，
５内に水銀が順次補給されるので、内管５．５と外管１
との間の水銀原子の密度差がほとんど解消され、このた
め、最適動作温度を外管１の最冷部温度で定まる値に制
御でき、長時間に亙って外管１全体を明るく均等に発光
させることができる。

また、外管１の周囲温度が低い状態においても、アマル
ガム１１から水銀の放出が行なわれるので、第４図中実
線で示したように示したように、周囲温度に対して光出
力が安定する温度領域が、破線で示した従来のものに比
べて広くなる利点がある。

しかも、上記の如く内管５，５と外管１との間に温度差
が生じても、水銀原子の密度差が解消されるので、最冷
部の温度を高温側へ移行させるべく外管１の表面積を小
さくする必要もなくなり、よって、外管１の形状が制約
されずに済むから、設計上の自由度が増す効果もある。

なお、本発明を実施するに当たっては、第１図および第
２図中想像線で示したように、上記アマルガム１１より
も７４１ｆ８　、８近傍の高温部分に、少債の補助アマ
ルガム２）．２）を設置しても良い。この補助アマルガ
ム２）．２）は、点灯が開始されると電極８．８からの
熱影響を受けて速やかに温度上昇し、水銀を活発に内管
５，５内に放出するので、充分な旦の水銀が短時間のう
ちに内管５，５内に供給され、光出力の立上がりがより
良好となる利点がある。

また、内管の形状はＵ字形に限らず、直管形でも良いと
ともに、その数も２本に限らず、例えば１本の内管を鞍
形状に曲成し、その両端に電極を封着するとともに、こ
れら電極間に途中に、外管内に連通ずる開口を開設して
も良い。

さらに、アマルガムの設置位置も細管内に制約されず、
電極近傍の内管内面等に設置しても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、内管と外管との間におい
て水銀原子の密度差がほとんど解消されるので、最適動
作温度を外管の温度で定まる値に制御でき、長時間に亙
って外管全体を明るく均等に発光させることができる。

しかも、内管と外管との間に温度差が生じても、水銀原
子の密度差が解消されるので、最冷部の温度を高温側へ
移行させる必要もなくなり、よって、外管の形状が制約
されずに済み、設計上の自由度が増す利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体の断面図
、第２図は第１図中工部を拡大して示す断面図、第３図
は斜視図、第４図は特性図である。 １・・・外管、５，５・・・内管、６・・・けい光体被
膜、８，８・・・電極、１１・・・アマルガム、１５・
・・交流電源。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に水銀および希ガスが封入された透光性の外
   管と、この外管内に配設された一対の電極と、上記外管
   内に収容され、上記電極の少なくとも一方を気密に包囲
   するとともに、上記外管内に連通されて電極間の放電路
   を規制する少なくとも一本の透光性の内管と、上記外管
   および内管のうち少なくとも内管の内周面に被着された
   けい光体被膜とを具備し、上記両電極間に交流電圧を印
   加して交流点灯させる低圧水銀蒸気放電灯において、上
   記内管内に、この内管内の水銀蒸気圧を制御するアマル
   ガムを設置したことを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
2. （２）上記アマルガムは、電極の近傍に設置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の低圧
   水銀蒸気放電灯。