JPS5842946B2 - けい光ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はけい光ランプに関するものである。

、従来の一般的なけい光ランプの構造とその欠点を第１
図および第２図に基づいて説明する。

すなわち、たとえば４０Ｗ、 ３２ｍｒｒｔ管からなる
従来のけい光ランプは、第１図に示すように、ガラス管
１の内面にけい光体２が被着させてあり、ガラスステム
３に埋め込まれた導入線４にフィラメント５をピンチし
たマウントがそのガラス管１の両端部に封着しである。

フィラメント５には適当な電子放射性材料を塗布してい
る。

導入線４の他端は口金ピン６に接続されている。

そして、管内の放電空間７内に所定量の水銀および不活
性ガスが封入しである。

また、けい光ランプの始動を補助するためにガラス管１
とけい光体２との間に金属透明導電性被膜（以下ネサ膜
と称す）８を施こした形式のものもある。

このけい光ランプの基本的交流点灯動作はつぎのように
して行われる。

（１）フィラメントにまず予熱電流を流し、フィラメン
ト各部を一様に加熱する。

（２）フィラメント電圧が封入ガスの電離電圧に違する
と封入ガスを電離する。

（３）生じたイオンおよび電子は、フィラメント両端部
分に交互に流入する。

（４）この流入によりフィラメント両端部分は白熱化し
て輝点を生じると共にこの部分の周囲に負グローを生じ
フィラメントの中間部分の温度は低下する。

（５）このグロー発生により陰極降下は減少し、より点
灯し易い状態になる。

（６）この時に予熱回路を開くと安定器のインダクタン
スキックにより点灯し、電源側に熱電子放出源となる輝
点を生じ放電を持続する。

（以上、照明学会誌昭和３３年ｖｏｌ 、 ４２嵐１１
Ｐ、１５〜Ｐ、１６木崎より） そして、このようなけい光ランプは、つぎのような欠点
をもっている。

（１）点灯中におけるこのけい光ランプの管壁温度は２
５℃の室内において第２図に示すような分布をもってお
り、ランプ点灯中のフィラメントの輝点温度は約１００
０℃に達している。

一方、ランプの周囲温度は室温程度で低いため、その温
度差が大きく、熱は主として輻射によりフィラメント周
囲の管壁へ逃げる。

したがって、管壁の温度分布は第２図に示すようにフィ
ラメントの位置の管壁温度が最も高く管中央へ近づくに
したがって次第に低下し、管端から１０数αの位置でほ
ぼ一様となる。

そして、管壁温度が上記のような分布を示しているため
、ランプ内に封入された水銀が比較的低温で温度差（温
度勾配）の大きい部分Ａに集中して析出し、第２図に示
すような水銀析出による汚れを生じ、点灯中のランプの
外観を低下させる。

（２）けい光ランプ内面に始動補助としてネサ膜を施こ
したラピッドスタート型けい光ランプにおいては、ラン
プ点灯中の管内の電位分布の犬なる部分が前述の水銀析
出による汚れ９の部分に一致するため、けい光体を介し
て水銀粒とネサ膜との間に微放電が起こり、けい光体の
絶縁破壊（いわゆるあばた現象）が生じる。

（３）フィラメントの輝点温度は輻射による熱損失も補
なった上で平衡状態を作って約１０００℃を保っており
、陰極降下電圧は熱損失分を補なう分を含めた大きさに
なっている。

すなわち、陰極降下電圧＝（放電に必要な電圧）＋（熱
損失を補なうための電圧） となっている。

一方、陰極部分での消費電力は（陰極降下電圧）×（ラ
ンプ電流）の形で表わされるが、この電力は光出力には
役立たない。

したがって、電極での消費電力が大きいほどランプの効
率は低下する。

従来ではこの熱損失分を補なうための陰極降下電圧弁だ
けランプ効率を低下させている。

このように、ガラス管１の管壁の温度分布に基づいて管
壁の水銀による汚れ９やランプ効率の低下を来たしてい
た。

したがって、この発明の目的は、ガラス管の管壁の温度
分布を制御して水銀による汚れを防止することができ、
かつ効率の高いけい光ランプを提供することである。

この発明の実施例を第３図ないし第６図に基づりて説明
する。

まず、第３図ＡおよびＢはそれぞれ第１の実施例を示す
ものであり、１は４０Ｗ用の直径３２ｍｍ、長さ１２０
０ｍｍのガラス管でその内面にけい光体２が被着させで
ある。

そしてガラスステム３に埋め込まれた導入線４にフィラ
メント５をピンチしたマウントがこのガラス管１の両端
に封着しである。

フィラメント５には適当な電子放射性材料を塗布してい
る。

導入線４の他端は口金ピン６に接続されている。

そしてこのランプのガラス管１とフィラメント５との間
に紫外線透過ガラスからなる内管１０を配置し、その内
面に酸化インジウムＩｎ２Ｏ３＞酸化スズ５ｎ０２等の
赤外線反射膜１１をコーティングしてガラスステム３に
埋め込まれた支持金具１２により固定している。

この内管１０は直径が２５７１ｔ７１Ｌのもので、ガラ
スステム３の下端から始まり、フィラメント５の先端よ
り数傭先（つまり放電空間内においては、ファラデイ暗
部と陽光柱の境界付近、ガラス管端から７ＣｒＩＬ）ま
で挿入されている。

また、この放電空間７内に所定量の水銀および不活性ガ
スを封入し、ネサ膜８を施こしてラビットスタート型と
している。

なお、この内管１０は第３図Ｂのようにマウントに直接
接着する構造としてもよい。

また、第４図ＡおよびＢはそれぞれ第２の実施例を示し
、赤外線反射膜１１を内面にコーティングした紫外線透
過ガラスからなる内管１０′をさらに延長して２５ｃｒ
ＩＬとし、管端からランフ沖央部までの陽光柱内に挿入
したもので、その他については第１の実施例と同様の構
造を有する。

なお、内管１０′の支持は第４図Ａのように支持金具１
２によって支えるようにしてもよく、また同図Ｂのよう
にマウントに直接接着した構造としてもよい。

さらに、第５図は、同じく第３の実施例を示し、赤外線
反射膜１１を内面にコーティングした紫外線透過ガラス
からなる内管１０“をランプ全長に挿入した２重管構造
としたもので、その他については第１の実施例と同様の
構造を有する。

この内管１０〃はガラスステム３に埋め込まれた支持金
具１２により両端から固定されている。

このように構成したそれぞれのけい光ランプは、従来の
けい光ランプと全く同様の点灯動作を行う。

そして、点灯中において、けい光ランプ管内の加速電子
により励起された水銀原子が発する紫外線は、紫外線透
過ガラスからなる内管１０ 、１０’。

１σ′を通過してガラス管１上に被着されたけい光体２
を励起し、励起されたけい光体２より可視光が放射され
る。

一方、フィラメント５からの輻射熱は内管１０，１０’
、１０“上の赤外線反射膜１１により内管１０，１０’
、１０“内に反射返還されるため、けい光ランプのガラ
ス管１の管壁へ逃げる熱線が減少し管壁温度は低下する
。

そしてフィラメントの熱損失分が同様にして反射返還さ
れるのでこの熱損失を補なうための電極の消費電力弁が
減少する。

そしてその結果つぎのような効果を生じるのである。

（１）管壁温度分布 実施例１ないし３について２５℃の室内での点灯時にお
ける管壁温度分布はそれぞれ第６図の曲線Ｉないし■に
示すようにガラス管１の全長にわたってなだらかになっ
ており、第２図で示した従来例のような大きい温度差（
温度勾配）がなくなった。

特に管端部は最も低温となっている。

また実施例３（曲線■）の場合はランプ中央部分の温度
が従来より数℃低くなっている。

そのため、水銀析出による汚れ９は管端部に最も集中し
て析出し、次いでランプ中央付近のかなり広い範囲に非
常にまばらに薄く析出する。

したがって、外観上水銀析出による黒化は全く気になら
ないまでになった。

なお、管端部はもともと輝度が低い（＝暗い）ために汚
れが目立ちに＜＜、水銀の析出による外観上の問題はな
い。

（２）あばた現象 ネサ膜を施こしたラビットスタート型けい光ランプにお
いては、ランプ点灯中の管内の電位分布の大なる部分（
管端より１０〜２０ＣｒｒＬの区間）に水銀粒の析出が
ほとんどなくなったので、けい光体を介しての水銀粒−
ネサ膜間の微放電の機会がなくなりあばた現象が防止で
きた。

（３）フィラメントの熱損失 内管内面の赤外線反射膜により熱損失分がフィラメント
に反射返還されるため、熱損失分を補うための電圧弁だ
け陰極降下電圧は低下し、その分、電極での消費電力が
減少するためランプ効率が上昇した。

（４）その他の効果 （ａ） 電極物質飛散によるランプ管端部の黒化防止 フィラメントの周囲に透明内管を配しているので、従来
の電極物質飛散による管端の黒化防止のための金属リン
グと同等の効果を持つ。

しかも内管は透明であるので従来の金属リングのような
影もない（従来は４０Ｗクラスで金属リング使用のため
、約３０１ｍ光束が落ちていた）。

（ｂ） 省電力効果 けい光ランプを２重管構造としているため（特に実施例
２，３では内管を陽光柱内にまで挿入している）、実質
的にランプ管径縮小と同効果を持つ。

その結果、ランプ電流は低下し、その分だけ安定器損失
電力が減少する。

下表にその減少値を示す。

以上のように、この発明のけい光ランプは、ガラス管と
電極との間の空間に、内面に赤外線反射膜を形成した紫
外線透過ガラスからなる内管を介在させたため、内管内
で熱が反射されて管壁温度が低下するとともにその分布
がなだらかとなり、また、そのために水銀の析出が抑制
され、その析出の多い場所が輝度の低い管端付近となっ
て目立ちにくくなり、あばた現象も防止され、さらにフ
ィラメントの熱ロスが低下して効率を上昇させることが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のけい光ランプの一部切欠側面図、第２図
はその使用時における管壁状態とその温度分布の説明図
、第３図ないし第５図はそれぞれこの発明の第１ないし
第３の実施例のけい光ランプの一部切欠側面図、第６図
はその使用時における管壁状態とその温度分布の説明図
である。 １・・・・・・ガラス管、５・・・・・・フィラメント
（電極）、１０．１０’、１０“・・・・・・内管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス管と電極との間の空間に、内面に赤外線反射
   膜を形部した紫外線透過ガラスからなる内管を介在させ
   たけい光ランプ。 ２ 前記内管が前記ガラス管の管端近傍に配置されてい
   る特許請求の範囲第１項記載のけい光ランプ０ ３ 前記内管が前記ガラス管の管端から中央付近にまで
   延びている特許請求の範囲第１項記載のけい光ランプ。 ４ 前記内管が前記ガラス管の全長にわたっている特許
   請求の範囲第１項記載のけい光ランプ。