JPH03250550A - 金属蒸気放電灯 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光化学反応や塗料およびインキの硬化などに
用いられる金属蒸気放電灯に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

光化学反応を生起せしめたり、塗料やインキなどを硬化
させるために、紫外線が利用されることが多いが、これ
らの目的のためには、波長域が２８０〜４００ｎｍ程度
の紫外線が有効である。

かかる紫外線の発生源として１両端に一対の放電電極が
対向配置された管形の発光管の内部に、アーク放電を維
持するのに十分な量の水銀および希ガスが封入された高
圧水銀灯にハロゲン化金属を発光物質として封入し、有
効波長域の発光量を増加させた金属蒸気放電灯が使用さ
れることが多い、ことに鉄を封入した金属蒸気放電灯は
、３５０〜４００ｎｍの波長域が連続的に発光するため
に。

光化学反応や塗料の硬化などの目的のためには好都合で
ある。

しかしながら、鉄を封入した金属蒸気放電灯を長時間点
灯していると、鉄が発光管の内壁に付着して薄膜を形成
する。このため、発光に寄与する鉄が減少するとともに
、形成された薄膜が紫外線の透過を阻害し、紫外線の出
力が減少してしまう問題点があるので、更にマグネシウ
ムを封入して鉄が発光管内壁に付着するのを防止し、紫
外線出力が長時間維持されるようにしている。

ところで、かかる金属蒸気放電灯は、その用途によって
は定格電力よりも低い消費電力で点灯される場合がある
。また１間欠的に流れる被照射物に対して紫外線を照射
する場合に、点灯と消灯を短いサイクルで繰り返すこと
ができないので、非照射時には点灯している金属蒸気放
電灯をシャッターで覆っているが、非照射時の省電力お
よび過熱防止のために、シャッターが閉じている間は消
費電力を例えば定格電力の１／２程度に落して点灯を維
持している。しかるに、定格電力よりも低い消費電力で
点灯される場合において、第１図に示すように、管形発
光管１の内部両端に対向配置された放電電極２，３間に
生じるアーク４が、放電電極２，３の近傍において、符
号Ｘで示すように、局部的に上方に変位する現象が生じ
る。このようなアークの変位現象は、放電電極２，３の
両方に生じることもあれば一方のみに生じることもあり
、またその程度や状態は様々であるが、かかるアークの
変位が生じたときには、アーク変位部Ｘの直上に位置す
る発光管が接近したアークによって過熱されて石英ガラ
スが失透し、使用寿命が短縮してしまう、また、断面が
楕円形などの長尺の集光性反射鏡と組合せて使用する場
合に、アーク位置と反射鏡の焦点位置を一致させるが、
アーク変位部Ｘの光は反射鏡の焦点位置から外れて利用
できないので、光の利用効率が低くなってしまう問題点
がある。

【発明の目的〕

そこで本発明は、定格電力よりも低い消費電力で点灯し
た場合に、放電電極近傍におけるアークの変位が発生せ
ず、石英ガラスの失透が防止されるとともに、光の利用
効率も低下しない金属蒸気放電灯を提供することを目的
とする。

〔発明の構成とその作用〕

本発明の構成は、両端に一対の放電電極が対向配置され
た管形の発光管の内部に、アーク放電を維持するのに十
分な量の水銀および希ガスとともに、適量の鉄とハロゲ
ンおよびマグネシウムを封入した金属蒸気放電灯におい
て、タリウムが、発光管の内容積１ＣＣ当り、３．２Ｘ
１０−！ｌ〜２．０Ｘ１０″ｍｏｌ封入されたことを特
徴とするものである。

すなわち１発明者は前記の目的を達成するために、タリ
ウム（Ｔｌ）が有効であることを見い出し、種々の実験
を行った末に本発明を完成したものであり、タリウムを
発光管の内容積１ｃｃ当り、３．２　Ｘ　１０−”２．
０×　１０−７ｍｏｌ封入すると、水銀、鉄およびマグ
ネシウムの発光スペクトルに悪影響を与えずに、定格電
力より大幅に低い消費電力で点灯したときにもアークに
乱れが生じることを防止することができる。従って、ア
ークの乱れによって石英ガラスが過熱されて失透するこ
とが防止されて使用寿命が延びる。そして、集光性反射
鏡と組合せて使用する場合に、アーク全体を反射鏡の焦
点位置に一致させることができるので、光の利用効率も
低下しない。

なお、タリウムの封入量が発光管の内容積１ｃｃ当り、
３．２Ｘ１０”’墓Ｏ１よりも少ないとアークの乱れを
抑制する効果が十分でなく、逆に２．０ＸＩＯ−’■０
１よりも多いと、水銀、鉄およびマグネシウムの発光ス
ペクトルの出力が弱くなり、結果的に有効波長域２８０
〜４００ｎｍの紫外線の強度が低くなる不具合がある。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。

本発明が対象とする金属蒸気放電灯の基本構造は第１図
に示す通りであり、内径が２２ｍｍφの石英管からなる
管形の発光管１内の端部に一対の電極２，３が対向配置
されており、定格消費電力が９ＫＷであって、電極間距
離は７５０ｍｍである。

そして、発光管１内には、２８５Ｂの金属水銀と３０ｃ
ｇの沃化水銀、５．０ｍｇの鉄、０．７ａ＋ｇのマグネ
シウム、１　、９　ｍｇの沃化タリウムおよび３０＋ｍ
Ｈｇのキセノンガスが封入されている。このタリウムの
添加封入量は、発光管１の内容積ＩＯＣ当り、２−０×
　１０””＋ｏｌである。

かかる金属蒸気放電灯を定格消費電力の９ＫＷで点灯す
ると、ランプ電流が１０．３Ａ、ランプ電圧が９７５ｖ
であり、アーク４の乱れはない。

そして、長時間点灯しても発光管１の内壁には鉄は全く
付着せず、鉄の薄膜は形成されずに紫外線の出力は維持
される。また、タリウムを添加封入したことによる水銀
、鉄およびマグネシウムのスペクトルの出力への影響を
調べたが、本実施例の金属蒸気放電灯は、タリウムを添
加しないものに比べて、水銀のスペクトル出力は４％減
、鉄のスペクトル出力は４％減、マグネシウムのスペク
トル出力は１％減であって、その減少はわずかであり、
添加量が発光管１の内容積１ＣＣ当り、２．０×１０″
ａ■０１であれば、タリウムが水銀や鉄およびマグネシ
ウムのスペクトル出力にほとんど悪影響を与えないこと
が確認できた。更には、タリウムを添加したことによる
始動電力、再点弧電圧などの電気特性への影響もほとん
どない。

次に、前記の金属蒸気放電灯のタリウム添加量のみを変
化させたランプを２０灯づつ作製し、定格電力の半分の
４．５ＫＷで点灯してアークの乱れ状況および紫外線の
出力の変化製調査した。その結果を第１表に示す。

第１表 なお、第１表において、タリウム添加量の単位は履ｏ１
／ＣＣ、アーク乱れのｘ印は、２０灯中１８灯に両側部
にアークの乱れがあり、残り２灯に片側部にアークの乱
れがあり、０印は２０灯全てにアークの乱れがないこと
を示し、紫外線出力は波長域２８０〜４００止の相対値
を示す。

第１表から分かるように、タリウム添加量が２゜５　Ｘ
　１０−’ｍｏｌ／ＣＣでは、アークの乱れが認められ
るが、３　、　０×　１０−’＠ｏｌ／ＣＣ以上ではア
ークの乱れは全く認められない、一方、タリウム添加量
を増加していくと紫外線出力が低下する傾向にあるが、
２　、　０×　１０−’ｉ＋ｏｌ／ＣＣでは１０％減で
あり、十分に実用性がある。しかしながら、２．２　Ｘ
　１０　””ｍｏｌ／ＣＧでは１７％減となり、紫外線
の減少が著しい、結局のところ、タリウム添加量を３．
２×１０−ｓ〜２　、　０×　１０−７ｍｏｌ／ＣＣに
すれば、有効波長域２８０〜４００ｎ閣の紫外線の出力
減少が少なくて実用的であり、かつアークの乱れを完全
に防止することができる。

なお、本実施例では、ハロゲン化タリウムを添加したが
、金属タリウムとして拳加してもよく、また両者を混合
して添加しても同じ効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明は、水銀−鉄一マグネシウ
ム系の金属蒸気放電灯に対して、タリウムを、発光管の
内容積１ＣＣ当り、３．２Ｘ１０−３〜２．０×　Ｉ　
Ｏ’″’ｍｏｌ封入したので、添加されたタリウムが水
銀、鉄およびマグネシウムの発光スペクトルの出力にほ
とんど悪影響を与えず、かつ定格電力よりも低い消費電
力で点灯したときのアークの乱れを防止することができ
る。従って、石英ガラスが過熱されて失透することが防
止され、ランプの使用寿命が延びるとともに、集光性反
射鏡と組合せて使用する場合に、アーク全体を反射鏡の
焦点位置に一致させることができるので、光の利用効率
も低下しない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属蒸気放電灯の説明図である。 １・・・発光管　　２，３・・・放電電極４・・・アー
ク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 両端に一対の放電電極が対向配置された管形の発光管の
   内部に、アーク放電を維持するのに十分な量の水銀およ
   び希ガスとともに、適量の鉄とハロゲンおよびマグネシ
   ウムを封入した金属蒸気放電灯において、 タリウムが、発光管の内容積１ＣＣ当り、３．２×１０
   ＾−＾３〜２．０×１０＾−＾７ｍｏｌ封入されたこと
   を特徴とする金属蒸気放電灯。