JPS6199260A - Metal halide lamp - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はメタルハライドランプに関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to metal halide lamps.
従来例の（黄１ｊｉとその問題点
メタルハライドランプは、従来広く使紐されてきだ水銀
ランプにかわる高効率・高演色性のランプとして注目さ
れてい冬が、始動電圧が高いという欠点があった。これ
は、電極に高圧水非ランプに使用される、電子放射性の
高い酸化バリウム等の電子放射性物質が使用できないた
めである。まだ、発光管内に封入された金属ハロゲン化
物か、点灯中発光管の石英と反応Ｉ７、電子付着性の強
いＨＩ、工２ 等が発生し、不純物として働くためであ
る。Conventional (yellow 1ji) and its problemsMetal halide lamps are attracting attention as lamps with high efficiency and high color rendering properties that can replace the conventionally widely used mercury lamps, but they have the disadvantage of high starting voltage during winter. This is because electron-emitting materials such as barium oxide, which has high electron emissivity and are used in high-pressure water lamps, cannot be used for the electrodes. This is because I7 that reacts with quartz, HI with strong electron adhesion, I2, etc. are generated and act as impurities.
特に、発光管容積の小さい小形メタルハライドランプで
は、ランプ始動時のスパッタリングによる黒化のため光
束維持率の区下が激しいので、これを防止するだめに、
希ガスの封入圧力を高める必要がある。しかし、希ガス
の封入圧を高めると、始動特性がさらに感化する。In particular, in small metal halide lamps with a small arc tube volume, the luminous flux maintenance rate drops drastically due to blackening caused by sputtering when starting the lamp, so in order to prevent this,
It is necessary to increase the sealing pressure of rare gas. However, when the pressure of the rare gas is increased, the starting characteristics become more sensitive.
メタルハライドランプの始動特性を改善する手段として
、従来発光管に外部からフィラメント等で紫外線を照射
することが特開昭６８−１０３７６６号公報において提
案されている。これは、照射された紫外線により型部か
ら光電子が数比され、まだ肇光管内の希ガスが紫外線に
より電離され、初期電子の故が増加するため、放゛「ｋ
開始が容易となるものである。例えば、第４図に示すよ
うな回路が考えられる。１はアルゴン、水銀、および沃
化ナトリウム（ＮａＩ） 、沃化ツリウム（Ｔｍｌ３）
＋沃化タリウム（ＴＩＩ）の金属ハロゲン化物を封入
した７０Ｗのメタルハライドランプ用の発光管であり、
この発光管１に点灯管２とフィラメント３と７・イメク
ルスイノチ４とからなる直列体が並列に接続されている
。フィラメント３には電球の１００ＷＫ相当するものを
充てた。バイメタルスイッチ４は、ランプ始動時には閉
じているが、点灯中は開き、点灯管２の動作を阻止する
よう働く。As a means of improving the starting characteristics of metal halide lamps, it has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 103766/1983 to irradiate the arc tube with ultraviolet rays from the outside using a filament or the like. This is because the number of photoelectrons from the mold part is ionized by the irradiated ultraviolet rays, and the rare gas still in the light tube is ionized by the ultraviolet rays, increasing the number of initial electrons.
This makes it easy to get started. For example, a circuit as shown in FIG. 4 can be considered. 1 is argon, mercury, sodium iodide (NaI), thulium iodide (Tml3)
It is an arc tube for a 70W metal halide lamp, which is filled with metal halide of + thallium iodide (TII).
A series body consisting of a lighting tube 2, filaments 3 and 7, and an electric lamp 4 is connected to the arc tube 1 in parallel. Filament 3 was filled with something equivalent to a 100WK light bulb. The bimetallic switch 4 is closed when the lamp is started, but opens when the lamp is lit, and functions to prevent operation of the lighting tube 2.
このメタルハライドランプをチョーク形安定器らにより
点灯したところ、定格の８６％以上の電源電圧で確実に
始動できることが確かめられた。こ１ れ
は、点灯管のバイメタル閉止時にフィラメントが発光し
、それからの紫外線照射により発光管の放電開始′混圧
が大幅に低下したところで、点灯管のバイメタル開放時
のパルスが発光管両端に印加されるだめである。When this metal halide lamp was turned on using a choke-type ballast, it was confirmed that it could be started reliably with a power supply voltage of 86% or more of the rated value. This is because the filament emits light when the lighting tube's bimetal closes, and when the mixed pressure at which the lighting tube starts discharging due to ultraviolet irradiation has decreased significantly, the pulse when the lighting tube's bimetal opens is generated at both ends of the arc tube. It is no good to apply it.
しかし、フィラメントからの紮タト線を有効に発光管に
照射するだめに、フィラメントを発光管近傍に設置する
と、ランプ点灯中発光管からの紫外線によりフィラメン
トから光電子が数比され、この光電子が発光管管壁に到
達し負電位となる結果発光管内のす） ＩＪウムイオン
が石英を透過して発光管外に消失するという現象がおこ
る。このため、ランプ点灯とともにナトリウムが消失し
、ナトリウムの発光が減少して光色が変化するという事
Ｗを招くことになる。However, in order to effectively irradiate the arc tube with the ligature rays from the filament, if the filament is placed near the arc tube, photoelectrons will be emitted from the filament by the ultraviolet rays from the arc tube while the lamp is on, and these photoelectrons will be transferred to the arc tube. As a result of reaching the tube wall and becoming a negative potential, a phenomenon occurs in which the IJium ions inside the arc tube pass through the quartz and disappear outside the arc tube. For this reason, sodium disappears when the lamp is turned on, and the luminescence of sodium decreases, causing a change in the light color.
発明の目的
本発明はこのような問題にかんがみてなされたものであ
り、ナトリウムハロゲン化物を含む複数の金属ハロゲン
化物が封入された発光管を備えたメタルハフイドランプ
に対して、ランプ始動特性を改善し、かつす） ＩＪウ
ム消失による光色の変１′ヒζ
を回避することのできるメタルハライドランプを提供す
るものである。Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the lamp starting characteristics of a metal halide lamp equipped with an arc tube in which a plurality of metal halides including sodium halide are sealed. The present invention provides a metal halide lamp which can avoid changes in light color due to disappearance of IJ.
発明の構成
木定明は、外８１」内に、内）耶に希カスならびに水銀
とともにナトリウムハロゲン化物を含む複数ノ金ｊ萬ハ
ロゲン化物が封入された発光管と、始動時Ｒｉｔ記発先
発光管を照射するためのフィラメントとを設けたメタル
ハライドランプにおいて、前記フィラメントは、前記発
光管発光部から４０ｍｍ以内の範囲に設置され、かつｍ
Ｊ記フィラメントの両端に点灯管と熱応動スイッチが接
続されて直列体が（譜戊され、この直列体が前記発光管
と並列に接続されたメタルハライドランプを特徴とする
モノである。The structure of the invention consists of an arc tube in which a plurality of metal halides including sodium halide as well as dilute scum and mercury are sealed inside the outside 81'', and a light emitting lamp with a Rit value at the time of startup. In a metal halide lamp provided with a filament for irradiating a tube, the filament is installed within a range of 40 mm from the light emitting part of the arc tube, and
This product is characterized by a metal halide lamp in which a lighting tube and a heat-responsive switch are connected to both ends of a filament, forming a series body, and this series body is connected in parallel with the arc tube.
′７１′施例の説明
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説ｆ１）
１する。'71' Description of Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained using drawings f1)
Do 1.
第１１゛（イ）は本発明のメタルハライドランデの点灯
実験を実施するのに用いる発光管の構成を示すものであ
る。同し１において、石英ガラス製の発光管１は最大内
径が８ｍｍ、管長が１１ｍｍであって、発光ＪｒＸ発光
発光とその両端に連続して設けられた封止部９，１Ｑと
を有している。発光管１内には距ｔ’４７ ｍ＋＋＋を
ｕコ′いて一対の’ｔｌｌｌＹ＋Ｈ１１、１２が設けら
ハ、これら電極１１．１２はタングステン製の電極部は
発光管１の両端部に封止されていて、外部リード線１７
．１８に接続されている。発光管１の内部には始動用希
ガスとしてアルゴンガスが約１５０ＴＯｒｒ 、約６η
の水銀１９、ならびに沃化ナトリウム（ＮａＩ ） 、
沃化ツリウム（Ｔｍｌ５）、沃化夕１ｊウム（ＴＩＩ
）で構成される金１萬沃化物２０が封入されている。当
初封入する金属沃化物２０の全量は約３ｍｇである。な
お、発光管１の一端部、すなわち工部１２の近傍の管端
部には酸化ジルコニウムとア／レミノケイ酸ガラスを主
成分とする保温膜２１が塗布されていて点灯中は必ず電
極１２の近傍に最冷点が形成される。No. 11(a) shows the configuration of the arc tube used to carry out the lighting experiment of the metal halide gland of the present invention. In the same 1, the arc tube 1 made of quartz glass has a maximum inner diameter of 8 mm, a tube length of 11 mm, and has a JrX light emitting light and sealing parts 9, 1Q continuously provided at both ends thereof. There is. A pair of electrodes 11 and 12 are provided within the arc tube 1 at a distance t'47 m+++, and these electrodes 11 and 12 are made of tungsten and are sealed at both ends of the arc tube 1. External lead wire 17
．． 18. Inside the arc tube 1, there is argon gas as a starting rare gas at a pressure of about 150 TOrr and about 6η.
mercury 19, as well as sodium iodide (NaI),
Thulium iodide (Tml5), Thulium iodide (TII)
) is filled with 10,000 gold iodide and 200,000 gold iodide. The total amount of metal iodide 20 initially sealed is about 3 mg. Note that a heat insulating film 21 mainly composed of zirconium oxide and araminosilicate glass is applied to one end of the arc tube 1, that is, the end of the tube near the workpiece 12, and is always near the electrode 12 during lighting. The coldest spot is formed at
第２図はランプの点灯実験を行なった回路を示したもの
である。３０１は外管５内に発光管１と、発光管１に並
列に接続され、点灯管２とフィラメント３とバイメタル
スイッチ４とからなる直列体とが設けられたメタルハラ
イドランプであって、所定の安定器６を介した定格の点
灯では７０Ｗのランプ電力となる。フィラメント３は電
球のタングステンフィラメントヲ充テタ。FIG. 2 shows the circuit used in the lamp lighting experiment. 301 is a metal halide lamp provided with an arc tube 1 in an outer bulb 5 and a series body connected in parallel to the arc tube 1 and consisting of a lighting tube 2, a filament 3, and a bimetal switch 4. Rated lighting via the ballast 6 results in a lamp power of 70W. Filament 3 is used to charge the tungsten filament of the light bulb.
バイメタルスイッチ４はランプ始動時には閉じているが
、点灯中は開いて点灯管２の動作を阻止するとともに、
フィラメント３への電圧の印加を止める働きをする。The bimetal switch 4 is closed when the lamp is started, but opens when the lamp is lit, and prevents the operation of the lighting tube 2.
It functions to stop the application of voltage to the filament 3.
発光管の放電開始電圧は、発光管に入射する紫外線の量
、つまり、フィラメントの電力と、発光管とフィラメン
トの距離とによって決定される。The discharge starting voltage of the arc tube is determined by the amount of ultraviolet light incident on the arc tube, that is, the electric power of the filament, and the distance between the arc tube and the filament.
点灯管の電流値は、点灯管バイメタルの溶着を防ぐだめ
に、１Å以下に抑える必要があり、このため、電源電圧
２００ｖではフィラメントの電力は２００Ｗ以下、実際
にはチョーク形安定器での電圧降下があるので最大１６
０Ｗ程度になる。そこ、 で、上記発光管を用
いて、フイラメン）１５０Ｗの光を発光管発光部からの
距離を変えて照射し、発光管の放電開始電圧を測定した
。その結果を第合図に示すヮ
第合図かられかるように、フィラメントが発光管発光部
より４０ｍｍ以内の範囲にあれば、点灯管で確実に始動
可能な範囲である１、５１ＣＩ’以下のパルス電圧で始
動できるが、発光管発光部との距離が４ｏｍｍｆ：越え
ると、始動電圧は急激に上昇し点灯管での始動は回帰に
なる。The current value of the lighting tube must be kept below 1 Å in order to prevent welding of the lighting tube bimetal. Therefore, at a power supply voltage of 200V, the filament power is less than 200W, which is actually the case with a choke-type ballast. Maximum 16 due to voltage drop
It will be about 0W. Then, using the above arc tube, 150 W of light (filamen) was irradiated at different distances from the light emitting part of the arc tube, and the discharge starting voltage of the arc tube was measured. The results are shown in the first figure.As can be seen from the first figure, if the filament is within 40mm from the light emitting part of the arc tube, the pulse is less than 1.51 CI', which is the range that can be reliably started with the lamp tube. Although it can be started with a voltage, if the distance from the light emitting part of the arc tube exceeds 4 mmf, the starting voltage will rise rapidly and starting with the light tube will become a regression.
これより、フィラメント光を始動補助に用いるには、フ
ィラメントを発光管発光部から４０ｍｍ以内に設置しな
ければならないが、このようにフィラメントを発光管近
傍に設置すると、ランプ点灯中発光管内のすＩ−ＩＪウ
ムが消失するという問題がおこる。そこで、このメタル
ハライドランプを用いて点灯試験を行った。電球１００
Ｗに相当するフィラメントを発光管発光部から２０ｍｍ
の間隔をおいて設置し、第合図に示す回路と、比較のた
め第４図に示す回路とでの点灯実験を行った。ナトリウ
ムの消失割合を表わすために、消失のおこらないタリウ
ムの発光強度とす） ＩＪウムの発光強度の割合の点灯
時間による変化を測定した。From this, in order to use filament light for starting assistance, the filament must be installed within 40 mm from the light-emitting part of the arc tube, but if the filament is installed near the arc tube in this way, the light inside the arc tube will decrease while the lamp is lit. - A problem arises in which IJum disappears. Therefore, a lighting test was conducted using this metal halide lamp. 100 light bulbs
Place the filament equivalent to W at a distance of 20 mm from the light emitting part of the arc tube.
A lighting experiment was conducted using the circuit shown in Figure 1 and the circuit shown in Figure 4 for comparison. In order to express the rate of disappearance of sodium, the emission intensity of thallium without disappearance is taken as the emission intensity of thallium.) Changes in the rate of emission intensity of IJium with lighting time were measured.
その結果を下表に示す。The results are shown in the table below.
」二人の結果から明らかなように、第４図の回路では点
灯１１．１１゛間とともにグー１−リウムの消火が発生
し、ナトリウＪ、の発光の減少がＶ古られる。これに対
して、第２図の回路ては６０００時間の点灯後でもすｌ
−ＩＪウムの消失はほとんど発生せず、実用上問題がな
いことがわかる。As is clear from the results of the two researchers, in the circuit shown in Fig. 4, the extinguishing of the phosphorium occurs as soon as the light is turned on, and the decrease in the luminescence of the phosphorium is delayed by V. On the other hand, the circuit shown in Figure 2 remains
It can be seen that -IJum hardly disappears and there is no problem in practical use.
この理由は次のように考えられる。The reason for this is thought to be as follows.
第４図の回路では、バイメタルスイッチと点灯管がとも
にフィラメントの一端に接続されているため、点灯中フ
ィラメントには、油の一端を通して常に電圧が印加され
ている。そのため、フィラメントに負の電圧が印加され
る半サイクル時に放出された光電子は、発光管外壁に到
途して負電位を持つようになる。これにより、発光管内
のナトリウムイオンが石英を透過して発光管外に消失し
てしまう。In the circuit shown in FIG. 4, since both the bimetal switch and the lighting tube are connected to one end of the filament, voltage is always applied to the filament through one end of the oil during lighting. Therefore, photoelectrons emitted during a half cycle when a negative voltage is applied to the filament end up having a negative potential on the outer wall of the arc tube. As a result, sodium ions within the arc tube pass through the quartz and disappear outside the arc tube.
これに対して、第２図の回路では、点灯中バイメタルス
イッチと点灯管がともに開いているため、フィラメント
には電圧が印加されない。そのため、発光管からの紫外
線によりフィラメントから光電子が放出されると、フィ
ラメントが正の電位を持つことになり、これは放出され
た光電子を引きつける力を持つ。これにより、光電子ン
ま発光管に到達できず、ナｌ−ＩＪウムの発光管り卜へ
の消失を防止できるからである。On the other hand, in the circuit of FIG. 2, both the bimetal switch and the lighting tube are open during lighting, so no voltage is applied to the filament. Therefore, when photoelectrons are emitted from the filament due to ultraviolet light from the arc tube, the filament has a positive potential, which has the power to attract the emitted photoelectrons. This is because photoelectrons cannot reach the arc tube, and it is possible to prevent Na-IJum from disappearing into the arc tube.
発明の詳細
な説明したように、本発明は、外管内に内部に希ガスな
らびに水銀とともにナトリウムハロゲン化物を含む複数
の金属ハロゲン化物が封入てれた発光管と、始動時前記
発光管に光を照射するためのフィラメントとを設けたメ
タルハライドランプにおいて、前記フィラメントは、曲
記発光管発先部から４０ｍ＋ｕ以内の範囲に設置され、
かつｉｌ記フィラメントの両端に点灯管と熱応動スイッ
チが接続されて直列体が構成され、この直列体が前記発
光管と並列に接続されたものであり、しだかってランプ
点灯中、フィラメントから放出される光電子による発光
管からのす） ＩＪウム消失を防ぎ、光色の変化を防止
することができるメタルハワイトランプを提供すること
ができるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described in detail, the present invention includes an arc tube in which a plurality of metal halides including sodium halide as well as a rare gas and mercury are sealed inside an outer envelope, and a light emitting tube that irradiates light into the arc tube at the time of startup. In a metal halide lamp provided with a filament for irradiation, the filament is installed within a range of 40 m + u from the starting point of the arc tube,
A lighting tube and a heat-responsive switch are connected to both ends of the filament to form a series body, and this series body is connected in parallel with the luminous tube. It is possible to provide a metal Hawaiian lamp that can prevent the loss of IJium due to emitted photoelectrons from the arc tube and prevent changes in light color.
第１図は本発明のメタルハライドランプの点灯実験を実
施するのに用いる発光管の断面図、’ｎ’ｙ２図は本発
明のメタルハライドランプの点灯実験を行なうだめの点
灯回路の一例を示す図、第３図は発光管発光部とフィラ
メント間の距離と発光管始動電圧との関係を示す図、第
４図は従来のメタルハライドランプ点灯回路を示す図で
ある。
１・・・・・・発光管、２・・・・・・点灯管、３・・
・・・フィラメント、４・・・・・・バイメタルスイッ
チ、６・・・・・・外管、６・・・・・・安定器、７・
・・・・・電源、１１．１２・・・−・・電極、１９・
・・・・・水銀、２Ｑ・・・・・・金属沃化物、３０１
・・・・・・メタルハライドランプ。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
第２図
Ｌ Ｊ
第３図Fig. 1 is a cross-sectional view of an arc tube used to carry out lighting experiments of the metal halide lamp of the present invention, and Fig. 2 is a diagram showing an example of a lighting circuit for carrying out lighting experiments of the metal halide lamp of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the distance between the arc tube light emitting part and the filament and the arc tube starting voltage, and FIG. 4 is a diagram showing a conventional metal halide lamp lighting circuit. 1... Luminous tube, 2... Lighting tube, 3...
... filament, 4 ... bimetal switch, 6 ... outer tube, 6 ... ballast, 7.
...Power supply, 11.12...--Electrode, 19.
...Mercury, 2Q...Metal iodide, 301
...Metal halide lamp. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure L J Figure 3
Claims (1)
ムハロゲン化物を含む複数の金属ハロゲン化物が封入さ
れた発光管と、始動時前記発光管に光を照射するための
フィラメントとを設けたメタルハライドランプにおいて
、前記フィラメントは、前記発光管発光部から４０ｍｍ
以内の範囲に設置され、かつ前記フィラメントの両端に
点灯管と熱応動スイッチが接続されて直列体が構成され
、この直列体が前記発光管と並列に接続されたことを特
徴とするメタルハライドランプ。A metal halide lamp comprising an arc tube in which a plurality of metal halides including a sodium halide as well as a rare gas and mercury are sealed inside the outer bulb, and a filament for irradiating light to the arc tube during startup, The filament is 40 mm from the light emitting part of the arc tube.
a lighting tube and a thermally responsive switch are connected to both ends of the filament to form a series body, and the series body is connected in parallel with the arc tube. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22000884A JPS6199260A (en) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22000884A JPS6199260A (en) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | Metal halide lamp |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199260A true JPS6199260A (en) | 1986-05-17 |
Family
ID=16744481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22000884A Pending JPS6199260A (en) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199260A (en) |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP22000884A patent/JPS6199260A/en active Pending
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