JPH0850879A - 不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ランプ動程中のナトリウムの消耗を抑制した、
光束維持率に優れた長寿命の不飽和蒸気圧形高圧ナトリ
ウムランプを提供する。 【構成】電子放射性金属酸化物を電極に塗布しない。始
動性の悪化を補うために、電子の放射特性に優れ、かつ
高融点金属材料であるトリエ−テッドタングステンを電
極極芯部１に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不飽和蒸気圧形高圧ナト
リウムランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に高圧ナトリウムランプは、発光管
内にランプ点灯時に蒸発する量より、はるかに多量のナ
トリウム及び水銀が封入されている。これはランプ動程
中に発光管を構成する部材とナトリウムとが反応し、ナ
トリウムが消耗しても特性が変化しないように、予め余
分にナトリウムと水銀を封入しているのである。このよ
うな飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプは、余剰の封入
物が溜まっている発光管最冷部温度によってランプ特性
が大きく左右されるという欠点がある。

【０００３】これに対してランプ点灯時に蒸発するのに
必要な量だけのナトリウム及び水銀を封入した不飽和蒸
気圧形高圧ナトリウムランプは、ランプ特性が発光管最
冷部温度に影響されないなど、すぐれた特徴を持ったラ
ンプである。しかしこの種の不飽和形高圧ナトリウムラ
ンプは発光管に封入するナトリウムの量がきわめて微量
であるために、ナトリウムのわずかな消耗に対してラン
プ特性が大きく変化してしまうという問題点がある。す
なわちナトリウムが消耗すると、発光管内に封入された
ナトリウムと水銀の比率が変化して、ナトリウム消耗前
の初期の比率から比べて水銀の比率が増し、ランプ電圧
の低下、発光色の変化、演色性の低下、ランプ効率の低
下などといったランプ特性の劣化をもたらすことにな
る。このナトリウムの消耗はナトリウムと発光管部材と
の反応によって起こり、特に発光管内に酸素などの不純
ガスが存在する場合に促進されることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高圧ナトリウムランプ
に使われる電極は一般にタングステンなどの高融点金属
であり、電子の放射を助けるために電子放射特性に優れ
た金属酸化物（エミッタ−）を極心及びコイルに塗布し
ている。電子放射性金属酸化物として、主に酸化バリウ
ム、酸化カルシウム、酸化イットリウム等が使用されて
いる。ところでランプ点灯中の電極の温度は１５００〜
１７００℃となるので電極に塗布された電子放射性金属
酸化物はランプ点灯時間の経過と共に蒸発して減少して
いく。このように電子放射性金属酸化物が蒸発すると、
発光管の内面に褐色物として付着してランプ光束の低下
を導くばかりか、金属酸化物の分解によって生成した酸
素がナトリウムと反応してナトリウムの消耗の原因にな
る。したがって電極にこのような電子放射性金属酸化物
を塗布する限りこのような現象は避けられないのであ
る。そこで電極に電子放射性金属酸化物を塗布しない方
法が考えられる。しかしタングステンの電極ではランプ
点灯時に十分な電子放射が得られないので、ランプの始
動特性などに問題が発生する。

【０００５】本発明はこのような事情に基づきなされた
もので、ランプ働程中のナトリウムの消耗を抑制するた
めに電極の極芯部にトリエ−テッドタングステンを使用
し、電子放射性金属酸化物を塗布しない電極を使用した
長寿命で光束維持率の優れた不飽和蒸気圧形高圧ナトリ
ウムランプを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の不飽和蒸気圧形
高圧ナトリウムランプは、ランプ動程中のナトリウムの
消耗を抑制するために、その消耗の原因となる電子放射
性金属酸化物を電極に塗布せず、その時に問題になる始
動性の悪化を補うために、電子の放射特性に優れ、かつ
高融点金属材料であるトリエ−テッドタングステンを電
極の極芯部に使用することを特徴としている。この電極
を用いることにより、ランプ電圧の低下が抑制され、寿
命特性の優れたランプを得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。

【０００８】図１は実験に用いた電極を示したものであ
り、１は電極極芯、２は内側２重コイル、３は外側コイ
ルである。極芯部は酸化トリウムを、２．０重量％を含
有したトリエ−テッドタングステンで、コイル部は純タ
ングステン（９９．９％）で構成されている。この電極
を用いて不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプを１０灯
試作した。

【０００９】図２は発光管の概略図であり、４はアルミ
ナセラミック管、５は電極、６はニオブ導通管である。
発光管は、内径８．０ｍｍ、長さ１１７ｍｍの透光性ア
ルミナ管からなり、内部にナトリウム０．０５ｍｇ、水
銀５ｍｇおよび始動用希ガスとしてキセノンガスが常温
時において３０×１０³ Ｐａ封入されている。このよう
な発光管を外球（図示せず）内に組み込んでランプは完
成する。

【００１０】このように準備したランプをランプ電力３
６０Ｗで、５．５時間点灯、０．５時間消灯のサイクル
で１２０００時間点灯試験を行った。その結果初期（１
００時間）からのランプ電圧の低下は１０灯平均で６Ｖ
であった。また発光管内面の電極周辺の黒化がほとんど
なく、光束維持率は１０灯平均で９５％であった。

【００１１】これらのランプと同時に電極極芯部の酸化
トリウムの含有量が０．５、１．０、３．０、４．０重
量％のトリエ−テッドタングステンからなり、その他の
仕様は上記のランプと同様のランプをそれぞれ１０灯試
作した。そして上記ランプと同様の点灯試験を行った。
その結果酸化トリウムの含有量が１．０、３．０重量％
の極芯部で構成された電極を使用しているランプは上記
２．０重量％のランプと同等の動程特性が得られた。し
かし酸化トリウムの含有量が０．５、４．０重量％の極
芯部で構成された電極を使用したランプはランプ電圧の
低下が大きく、１２０００時間後には１０灯平均でそれ
ぞれ１５Ｖ、１２Ｖであった。これらのランプは発光管
内面の電極周辺で黒化と電極の変形が見られた。

【００１２】次に純タングステンから成る極芯部および
コイル部で構成され、酸化バリウム、酸化カルシウムか
ら成る電子放射性金属を塗布した電極を用いたランプを
各１０灯試作し、上記ランプと同一条件で１２０００時
間点灯試験を行った。その結果初期（１００時間）から
のランプ電圧の低下は１０灯平均で３０Ｖであった。発
光色は初期のオレンジ色から１２０００時間後は水銀灯
の青白色に変化していた。そしてこれらのランプでは発
光管内面の電極周辺で黒化がみられた。光束維持率は１
０灯平均で５０％まで低下した。

【００１３】以上の結果からわかることは本発明の電極
を用いたランプは、ランプ動程中のランプ電圧の低下が
非常に小さく、光束維持率が優れているといえる。仮に
寿命中のランプ電圧の低下の許容値を１５Ｖとすれば寿
命は３００００時間以上と推定される。

【００１４】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ランプ
動程中のナトリウムの消耗を抑制した、光束維持率に優
れた長寿命の不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプ
用の電極の断面図。

【図２】発光管の概略図。

【符号の説明】

１ 電極極芯 ２ 内側２重コイル ３ 外側コイル ４ アルミナセラミック管 ５ 電極 ６ ニオブ導通管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端に電極を有する透光性セラミック管体
   からなる発光管内に封入されたナトリウム、水銀が、ラ
   ンプ定格点灯時全て蒸発する不飽和蒸気圧形高圧ナトリ
   ウムランプにおいて、 前記電極は、電子放射性物質を塗布していないトリエ−
   テッドタングステンから成る極芯部と、電子放射性物質
   を塗布していない純タングステンから成るコイル部で構
   成されていることを特徴とした不飽和蒸気圧形高圧ナト
   リウムランプ。
2. 【請求項２】電極の極芯部が酸化トリウムを１．０〜
   ３．０重量％含有したトリエ−テッドタングステンから
   なることを特徴とする請求項１記載の不飽和蒸気圧形高
   圧ナトリウムランプ。