JPS6193548A - 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〕 本発明は二重管構造をなす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〕

この種の低圧水銀蒸気放電灯として、従来例えば特開昭
５８−２０４４６８号公報に示されるように、内部に水
銀および希ガスが封入され、かつ内壁面にけい光体被膜
が被着された透光性の外管内に、複数の放電路を形成す
る放電路規制体としての内管を収容し、この内管内に１
個の陰極を設置するとともに、外管と内管との間に複数
個の陽極を設置したものが知ら杭・ている。

ところが、この二重管構造をなす低圧水銀蒸気放電灯を
、長時間に亙って直流点灯させると、時間の経過ととも
に発光効率が似下して暗くな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、
直流点灯時の発光効率の低下を防止でき、外管全体を長
詩間に亙って明るく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、二重管構造
の低圧水銀蒸気放電灯を直流点灯させるに当り、内管内
に陰極を設けるとともに、内管外であり、かつ外管内に
陽極を設け、さらにその陽極側に、これら外管と内管と
の間の空間部分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、ｔ１２とする。

すなわち、このアマルガムを設置するに当たって、本発
明者らは従来の二重管構造の低圧水銀蒸気放電灯の発光
効率が低下する原因について種々検討を加え、その結果
、明るさが低下する理由は以下の通りであるとの結論を
得た。

一般に、通常の直管形あるいは曲管形の低圧水銀蒸気放
電灯を直流点灯させると、管内の水銀原子が陰極側に引
寄せられて陽極側の水銀量が減少する、いわゆるカタホ
リシス現象が発生するので、本発明に係る二重管構造の
低圧水銀蒸気放電灯の場合も同様の現象が発生するもの
と考えた。その結果、やはり外管と内管との間の水銀原
子の多くが、内管内の陰極側に引寄せられることが明ら
かとなり、この水銀の移動によって、外管と内管との間
の水銀量が減少して水銀蒸気の密度が稀薄となることが
（）′らかとなった。そして、特に二重管構造の場合に
は、発光に大きく寄与するのは、主に外管内壁面のけい
光体被膜から放射される光であり、このため、上記のよ
うに外管と内管との間の水銀密度が低下すると、最も効
率良、く外管内壁面のけい光体被膜を励起させる紫外線
の強度が低下してしまい、したがって、その分宛光効率
が低くなるものと考えられる。

そこで、本発明においては、外管と内管との間であり、
かつその陽極側に、外管と内管との間の空間部分の水銀
蒸気圧を制御するアマルガムを設置し、水銀の移動に伴
って上記空間部分の水銀蒸気圧が低下し始めた際に、そ
の低下分に応じた量の水銀を空間部分に補給するように
したので、外管と内管との間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可能とな
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明を、図面に示す一実茄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の一端部はガラスステム
２の封着によって閉止されているとともに、他端は球面
部３によって一体に閉止されており、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。外管
１内には、同じくガラス等の透光性材料からなる内管５
が同軸的に収容されている。内管５は外管１よりも梠段
に小径な直管形をなし、その一端開口部がステム２の中
央部に封着されているとともに、他端開口部が上記球面
部３と離間対向されて放電空間４内と連通されている。

そして、本実施例では外管１の内型面は勿論、内管５の
内壁面および外壁面全面にけい光体被膜６が被着されて
いる。

上記ステム２の中央部には一対のリード線７゜７を介し
てコイルフィラメント状の予熱陰極８が導線されており
、この予熱陰極８は内管５の一端部内に位置されて放電
空間４とは区画されている。

また、ステム２上には外管１と内管５との間の空間部分
９に位置して、例えば一対の陽極ｉｏ、’　＋ｏが他の
リード線１１．１１を介して支持されている。これら陽
極１１．１１は円筒状をなしており、上記外管１と内管
５との間の空間部分９において、内管５を挟んだ反対側
に設置されている。したがって、内管５は放電空間４内
に、予熱陰極８と陽極１０゜１０とを結ぶ屈曲した放電
路を形成する放電路規制体として殿能するようになって
いる。

また、ステム２上には外方に延びる細管１２．１２が気
密に封着されている。細＠１２．１２は上記空間部分９
であり、かつ陽？ｆｆ１１０．１ｏの近傍に連通されて
おり、これら細管１２．１２を通じて放電空間４内の排
気ならびに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１２．１２は気密に溶断封止さ
れる。

ところで、これら細管１２．１２内には、外管１と内管
５との間の空間部分９の水銀蒸気圧を制御するだめのア
マルガム１３．１３が設置されている。本実施例のアマ
ルガム１３．１３は、インジウム（Ｉｎ）とビスマス（
Ｂｉ）の合金に水銀（ＨＱ）を加えたものを使用してお
り、これらアマルガム１３．１３は上記細管１２．１２
の封止前にその先端開口部を通じて投入される。

なお、上記アマルガム１３．１３の代わりに、最初にア
マルガム形成金属と水銀とを別々に外管１と細管１２．
４２内に封入しておき、この後、細管１２゜１２内でア
マルガム形成金属をアマルガム化させるようにしても良
い。

また、本実施例の場合、陽極１０．１０の内面には第３
図に示したように少容蛋の補助アマルガム１４゜１４が
薄膜状に被着されている。この補助アマルガム１４．１
４は、消灯時のように上記空間部分９の１度が低い状態
では、この空間部分９内の浮遊水銀を吸着し、点灯時に
は放電によるイオン衝撃や陽極１０．１０からの熱影響
を受けて、吸着した水銀を空間部分９内に放出するよう
になっている。

なお、上記予熱陰極８に連なるリード線７．７は、１〜
３（Ｖ）程度の予熱用直流電源１５に接続されていると
ともに、上記各陽極ｉｏ、　ｉｏに連なるリード線１１
．１１は整流回路１６のく＋）側チョークコイル１７を
介して交流電源１８に接続されている。

このような偶成において、始動前に直流予熱電流を予熱
陰極８に流してこの予熱陰極８を予熱すると、アーク放
電が開始され、この後直ちに始動がなされる。そして、
始動後において直流電源１７の出力により直流点灯が開
５始されると、まず陽極１０、１０の内面に被着された
補助アマルガム１４．１４が、この陽極１０．１０から
の熱影響や放電によるイオンの衝撃を受けて速やかに温
度上昇し、水銀を活発に放電空間４内に放出する。した
がって、始ｉｌｌ後充分な量の水銀が短時間のうちに放
電空間４内に放出されるので、光出力の立ち上がりが良
好となる。

一方、直流点灯させた場合には、放電空間４内に放出さ
れた水銀はく＋）イオンとなるので、長時間に亙っで連
続点灯ぎせると、外管１と内管５との間の空間部分９の
水銀蒸気が、（−）側である内管５内の予熱陰極８に徐
々に引寄せられて行き、上記空間部分９の水銀イオンの
密度が低下し始める。

しかるに、上記偶成においては、空間部分９に連なる細
管１２．１２内にアマルガム１３．１３を設置しである
ので、上記のように空間部分９の水銀密度（分圧として
の水銀蒸気圧）が低下し始めると、その低下分に応じた
量の水銀がアマルガム１３．１３から陽極１０．１０の
近傍に補給される。したがって、空間部分９と内管５と
の間の水銀原子の密度差がほとんど解消され、紫外線出
力の低下を防止できるので、発光に寄与する外管１の内
壁面のけい光体被膜６の励起を活発に行なやせることが
でき、長時間に亙って外管１全体を明るく発光させるこ
とができる。

本発明者らの行なった点灯試艙によれば、従来の低圧水
銀蒸気放電灯では、第４図中破線で示したように、始動
後直ちに光出力が低下する、すなわちカタホリシス現象
が発生していたが、上記構成の如く空間部分９の陽極１
０．１０側にアマルガム１３、１３を設置した低圧水銀
蒸気放電灯では、第４図中実線で示したように始！ｌＩ
＠５００分以上経過しても光出力は略９０％程度に保た
れており、成型空間４内での水銀の偏りがアマルガム１
３．１３からの水銀の補給によって防止されていること
か分る。

なお、低圧水銀蒸気放電灯を消灯させると、予熱陰極８
側に多くの水銀が偏っているが、外管１、内管５および
アマルガム設置部の温度の低下に伴って、放電空間４内
の浮遊水銀は徐々にアマルガム１３．１３および補助ア
マルガム１４．１４に吸着され始める。この際、補助ア
マルガム１４．１４の容量は少ないので、浮遊水銀の大
部分はアマルガム１３゜１３に吸着されることになり、
かくて点灯開始前と同じ状態に戻り、再点灯させた場合
には上記と同！、；動作を繰返す。

なお、上記実施例では、アマルガムを細管内に収容した
が、場合によってはｍ極近（力のステムあるいは外管の
内壁面または内管の外壁面に設置しても良いし、陽極の
数も上記実施例に限らず、１個あるいは３個以上として
も良い。

また補助アマルガムは必ずしも必要としないとともに、
その設置位置も陽極側に限らず、予熱陰性側に設置して
も良く、この場合には予熱時の熱によっても水銀が放出
されるので、光出力の立ち上がりがより良好となる。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、外管と内管との、間の空
間部分と内管内との水銀原子の密度差がほとんど解消さ
れるので、カタホリシス現象の発生を防止できるととも
に、発光に大きく寄与する外管の内壁面のけい光体？！
！！膜の励起を活発に行なわせることができ、長時間に
亙って外管１全体を明るく発光させることができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実流例を示し、第１図は全体の断面図
、第２図は第１図中■−■線に沿う断面図、第３図は陽
極の断面図、第４図は特性図である。 １・・・外管、４・・・１ｉｌｌ電空間、５・・・内管
、６・・・けい光体被膜、８・・・陰極（予熱陰極）、
９・・・空間部分、１０・・・陽極、１３・・・アマル
ガム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に水銀および希ガスが封入された気密の放電空間を
   形成する透光性の外管と、この外管内に収容され、上記
   放電空間内に屈曲した放電路を形成する放電路規制体と
   しての内管と、この内管内に設置された陰極と、上記外
   管と内管との間に設置された少なくとも１個の陽極と、
   上記外管および内管のうち少なくとも外管の内壁面に被
   着されたけい光体被膜とを具備し、上記両極間に直流電
   圧を印加して直流点灯させる低圧水銀蒸気放電灯におい
   て、 上記外管と内管との間の陽極側に、これら外管と内管と
   の間の空間部分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。