低圧水銀放電灯
【課題】低圧水銀放電灯の最冷部温度に依存する発光効率を、広い温度範囲で高効率化を実現する。
【解決手段】Ｕ字状の気密容器１１内の放電空間１３に希ガスと発光金属が封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある高電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとして低圧水銀放電灯を構成する。さらに気密容器１１のＵ字状先端の放電空間１３に連通させるとともに放電空間外の気密容器１１の最冷部となる空間部２８１に、アマルガム３０を保持可能とした連結孔２８２を備えたカプセル２８を形成した。
【解決手段】Ｕ字状の気密容器１１内の放電空間１３に希ガスと発光金属が封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある高電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとして低圧水銀放電灯を構成する。さらに気密容器１１のＵ字状先端の放電空間１３に連通させるとともに放電空間外の気密容器１１の最冷部となる空間部２８１に、アマルガム３０を保持可能とした連結孔２８２を備えたカプセル２８を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、最冷部温度に依存する発光効率を広い温度範囲で高効率化した殺菌などの用途に用いられる低圧水銀放電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の低圧水銀放電灯では、発光管の電極部を金属製ブロックおよび金属板で固定し、気体温度調節装置などからの温度調整された気体を、電極後部に吹き付けることにより、発光管の最冷部の温度を所定値に設定している。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３５４８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、殺菌ランプとして用いる場合の発光効率の低下を抑えるには２５℃付近に冷却する必要から気体温度調整装置が必要となることから、気体温度調整のための手段とこれを制御するための手段が必要でシステムとして煩雑となる、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、最冷部の温度に依存する発光効率を、広い温度範囲で高効率化を図ることのできる低圧水銀放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の低圧水銀放電灯は、Ｕ字状の気密容器内の放電空間に希ガスが封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとした低圧水銀放電灯において、前記放電空間に連通させるとともに前記放電空間外の前記気密容器の最冷部となる空間部に、アマルガムを保持可能としたカプセルを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷却等の措置を行なうことなく最冷部を形成するとともに、封入薬品としてアマルガムを用いたことにより、広い温度範囲での高い発光効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の低圧水銀放電灯に関する一実施形態について説明するための一部を切欠して示した概略的な構成図である。
【図２】図１の電極について説明するための構成図である。
【図３】図１の要部を拡大して示した一部切欠断面図である。
【図４】この発明の効果について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１〜図３は、この発明の低圧水銀放電灯に関する一実施形態について説明するための、図１は一部を切欠して示した概略的な構成図、図２は図１の電極部分について説明するための構成図、図３は図１の要部を拡大して示した一部切欠断面図である。
【００１１】
図１〜図３において、１１は、中間部分に屈曲部１２が形成されたＵ字状の紫外線透過性で耐熱性の管状の放電空間１３を備えた気密容器である。気密容器１１は、例えば石英ガラス製で形成される。気密容器１１の両端内部には、例えばタングステン材で形成された電極１４，１５が配置される。
【００１２】
電極１４，１５は、封止部１６，１７で一部が気密容器１１で封止されたインナーリード１８，１９を介して電気的にそれぞれ接続されたアウターリード２０，２１から外部にそれぞれ取り出される。アウターリード２０，２１は図示しない電源に接続される。
【００１３】
電極１４，１５の近傍に配置される２２，２３は電極であり、この電極２２，２３は放電を開始させる補助用であるエミッターが塗布されている。電極２２は、図２にも示すように、その一端はインナーリード２２１を、他端はインナーリード２２２を介してアウターリード２４，２５から外部に取り出される。アウターリード２４，２５は、封止部１６でインナーリード１８とともに封止される。アウターリード２４，２５には、電極２２を励起させる図示しない電源が供給される。
【００１４】
同じように、電極２３は、その一端がインナーリード２３１を、他端がインナーリード２３２を介してアウターリード２６，２７から外部に取り出される。アウターリード２６，２７は、封止部１７でインナーリード１９とともに封止される。アウターリード２６，２７には、電極２３を励起させる図示しない電源が供給される。
【００１５】
２８は、屈曲部１２の先端部に一体的に形成されて最冷部となる長さが３０ｍｍ程度の内部に空間部２８１を備えたカプセルである。空間部２８１は、図３にも示すように、内径が５ｍｍ程度であり、放電空間１３と空間部２８１が内径１ｍｍ程度の連結孔２８２で連結される非放電空間である。連結孔２８２は、空間部１８１よる絞られた形状としたことから消灯時におけるアマルガム３０の保持に有効となる。
【００１６】
２９は、屈曲部１２に対向する位置の気密容器１１の両端側を、気密容器１１と同材料で連結させることで、機械的な強度を増した連結部である。
【００１７】
放電空間１３には、封入ガスとしてアルゴンガス０．５Ｔｏｒｒが封入され、封入薬品としてはＳｎ（錫）：５０±５％、Ｂｉ（ビスマス）：３０±５％、Ｐｂ（鉛）：１５±５％、Ｈｇ（水銀）：５％の成分比率からなるアマルガム３０が封入されている。アマルガム３０は、カプセル２８の空間部２８１内にも封入される。
【００１８】
また、ランプ電流ＩＬと気密容器１１の内径φｉｎの関係が、ＩＬ／φｉｎ＞０．０５と高い電流密度としている。高電流密度の場合は、点灯中に高温となる。
【００１９】
このように構成された低圧水銀放電灯に電力が投入されると、まず電極２２，２３から電子が放出されて放電空間１３内の放電破壊が行われ点灯を開始する。点灯後は、電子からエネルギーをアマルガム３０が受けて励起され、アマルガム３０がカプセル２８から放出されアマルガム３０に含まれる水銀に基づき殺菌効果をもたらす２５４ｎｍが発光される。
【００２０】
低圧水銀放電灯が消灯されると、アマルガム３０は最冷部であるカプセル２８の空間部２８２に還流される。以降、点灯時と消灯時において、同サイクルを繰り返すこととなる。
【００２１】
図４は、この発明のカプセル内にアマルガムが収容された低圧水銀放電灯と従来の水銀が放電空間に封入された低圧水銀放電灯とを同条件で点灯させた場合の温度依存性について説明するための説明図である。
【００２２】
すなわち、従来は２０℃前後にピンポイント的な発光効率の高い箇所がある。この発明の場合は、最冷部であるカプセル２８内に、封入薬品としてＳｎ：５０±５％、Ｂｉ：３０±５％、Ｐｂ：１５±５％、Ｈｇ：５％の成分比率からなるアマルガムが封入された場合の最適温度範囲は、４〜４０℃程度なる。このため、最冷部温度に依存する発光効率を広い温度範囲で高効率化を図ることが可能となる。
【００２３】
この実施形態では、電極から離れた位置に最冷部となるカプセルを形成するとともに、広い温度範囲で発光効率を呈するアマルガムを収容したことにより、特別な気体温度調整装置を必要とすることなしに、高い発光効率を実現することができる。
【００２４】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、アマルガムが封入されるカプセル２８は、電極１４，１５から最も遠い中間部に形成したが、電極１４，１５付近に比して温度が低い箇所であれば中間部分には限定されない。これにより、カプセル２８は下向きとは限らず水平方向に位置しても、場合によっては斜めあるいは垂直に形成されるものであっても構わない。要は、最冷部であればよい。
【符号の説明】
【００２５】
１１ 気密容器
１２ 屈曲部
１３ 放電空間
１４，１５ 電極
１６，１７ 封止部
１８，１９，２２１，２２２，２３１，２３２ インナーリード
２０，２１，２４，２５，２６，２７ アウターリード
２２，２３ 電極
２８ カプセル
２８１ 空間部
２８２ 連結孔
２９ 連結部
３０ アマルガム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、最冷部温度に依存する発光効率を広い温度範囲で高効率化した殺菌などの用途に用いられる低圧水銀放電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の低圧水銀放電灯では、発光管の電極部を金属製ブロックおよび金属板で固定し、気体温度調節装置などからの温度調整された気体を、電極後部に吹き付けることにより、発光管の最冷部の温度を所定値に設定している。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３５４８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、殺菌ランプとして用いる場合の発光効率の低下を抑えるには２５℃付近に冷却する必要から気体温度調整装置が必要となることから、気体温度調整のための手段とこれを制御するための手段が必要でシステムとして煩雑となる、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、最冷部の温度に依存する発光効率を、広い温度範囲で高効率化を図ることのできる低圧水銀放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の低圧水銀放電灯は、Ｕ字状の気密容器内の放電空間に希ガスが封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとした低圧水銀放電灯において、前記放電空間に連通させるとともに前記放電空間外の前記気密容器の最冷部となる空間部に、アマルガムを保持可能としたカプセルを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷却等の措置を行なうことなく最冷部を形成するとともに、封入薬品としてアマルガムを用いたことにより、広い温度範囲での高い発光効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の低圧水銀放電灯に関する一実施形態について説明するための一部を切欠して示した概略的な構成図である。
【図２】図１の電極について説明するための構成図である。
【図３】図１の要部を拡大して示した一部切欠断面図である。
【図４】この発明の効果について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１〜図３は、この発明の低圧水銀放電灯に関する一実施形態について説明するための、図１は一部を切欠して示した概略的な構成図、図２は図１の電極部分について説明するための構成図、図３は図１の要部を拡大して示した一部切欠断面図である。
【００１１】
図１〜図３において、１１は、中間部分に屈曲部１２が形成されたＵ字状の紫外線透過性で耐熱性の管状の放電空間１３を備えた気密容器である。気密容器１１は、例えば石英ガラス製で形成される。気密容器１１の両端内部には、例えばタングステン材で形成された電極１４，１５が配置される。
【００１２】
電極１４，１５は、封止部１６，１７で一部が気密容器１１で封止されたインナーリード１８，１９を介して電気的にそれぞれ接続されたアウターリード２０，２１から外部にそれぞれ取り出される。アウターリード２０，２１は図示しない電源に接続される。
【００１３】
電極１４，１５の近傍に配置される２２，２３は電極であり、この電極２２，２３は放電を開始させる補助用であるエミッターが塗布されている。電極２２は、図２にも示すように、その一端はインナーリード２２１を、他端はインナーリード２２２を介してアウターリード２４，２５から外部に取り出される。アウターリード２４，２５は、封止部１６でインナーリード１８とともに封止される。アウターリード２４，２５には、電極２２を励起させる図示しない電源が供給される。
【００１４】
同じように、電極２３は、その一端がインナーリード２３１を、他端がインナーリード２３２を介してアウターリード２６，２７から外部に取り出される。アウターリード２６，２７は、封止部１７でインナーリード１９とともに封止される。アウターリード２６，２７には、電極２３を励起させる図示しない電源が供給される。
【００１５】
２８は、屈曲部１２の先端部に一体的に形成されて最冷部となる長さが３０ｍｍ程度の内部に空間部２８１を備えたカプセルである。空間部２８１は、図３にも示すように、内径が５ｍｍ程度であり、放電空間１３と空間部２８１が内径１ｍｍ程度の連結孔２８２で連結される非放電空間である。連結孔２８２は、空間部１８１よる絞られた形状としたことから消灯時におけるアマルガム３０の保持に有効となる。
【００１６】
２９は、屈曲部１２に対向する位置の気密容器１１の両端側を、気密容器１１と同材料で連結させることで、機械的な強度を増した連結部である。
【００１７】
放電空間１３には、封入ガスとしてアルゴンガス０．５Ｔｏｒｒが封入され、封入薬品としてはＳｎ（錫）：５０±５％、Ｂｉ（ビスマス）：３０±５％、Ｐｂ（鉛）：１５±５％、Ｈｇ（水銀）：５％の成分比率からなるアマルガム３０が封入されている。アマルガム３０は、カプセル２８の空間部２８１内にも封入される。
【００１８】
また、ランプ電流ＩＬと気密容器１１の内径φｉｎの関係が、ＩＬ／φｉｎ＞０．０５と高い電流密度としている。高電流密度の場合は、点灯中に高温となる。
【００１９】
このように構成された低圧水銀放電灯に電力が投入されると、まず電極２２，２３から電子が放出されて放電空間１３内の放電破壊が行われ点灯を開始する。点灯後は、電子からエネルギーをアマルガム３０が受けて励起され、アマルガム３０がカプセル２８から放出されアマルガム３０に含まれる水銀に基づき殺菌効果をもたらす２５４ｎｍが発光される。
【００２０】
低圧水銀放電灯が消灯されると、アマルガム３０は最冷部であるカプセル２８の空間部２８２に還流される。以降、点灯時と消灯時において、同サイクルを繰り返すこととなる。
【００２１】
図４は、この発明のカプセル内にアマルガムが収容された低圧水銀放電灯と従来の水銀が放電空間に封入された低圧水銀放電灯とを同条件で点灯させた場合の温度依存性について説明するための説明図である。
【００２２】
すなわち、従来は２０℃前後にピンポイント的な発光効率の高い箇所がある。この発明の場合は、最冷部であるカプセル２８内に、封入薬品としてＳｎ：５０±５％、Ｂｉ：３０±５％、Ｐｂ：１５±５％、Ｈｇ：５％の成分比率からなるアマルガムが封入された場合の最適温度範囲は、４〜４０℃程度なる。このため、最冷部温度に依存する発光効率を広い温度範囲で高効率化を図ることが可能となる。
【００２３】
この実施形態では、電極から離れた位置に最冷部となるカプセルを形成するとともに、広い温度範囲で発光効率を呈するアマルガムを収容したことにより、特別な気体温度調整装置を必要とすることなしに、高い発光効率を実現することができる。
【００２４】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、アマルガムが封入されるカプセル２８は、電極１４，１５から最も遠い中間部に形成したが、電極１４，１５付近に比して温度が低い箇所であれば中間部分には限定されない。これにより、カプセル２８は下向きとは限らず水平方向に位置しても、場合によっては斜めあるいは垂直に形成されるものであっても構わない。要は、最冷部であればよい。
【符号の説明】
【００２５】
１１ 気密容器
１２ 屈曲部
１３ 放電空間
１４，１５ 電極
１６，１７ 封止部
１８，１９，２２１，２２２，２３１，２３２ インナーリード
２０，２１，２４，２５，２６，２７ アウターリード
２２，２３ 電極
２８ カプセル
２８１ 空間部
２８２ 連結孔
２９ 連結部
３０ アマルガム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｕ字状の気密容器内の放電空間に希ガスが封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとした低圧水銀放電灯において、
前記放電空間に連通させるとともに前記放電空間外の前記気密容器の最冷部となる空間部に、アマルガムを保持可能としたカプセルを備えたことを特徴とする低圧水銀放電灯。
【請求項２】
前記カプセルは、前記両電極から遠い位置に形成したことを特徴とする請求項１記載の低圧水銀放電灯。
【請求項３】
前記アマルガムは、Ｓｎ：５０±５％、Ｂｉ：３０±５％、Ｐｂ：１５±５％、Ｈｇ：５％の成分比率からなることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀放電灯。
【請求項４】
前記放電空間に連通される前記カプセルの空間部は細い連結孔で連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の低圧水銀放電灯。
【請求項１】
Ｕ字状の気密容器内の放電空間に希ガスが封入され、ランプ電流ＩＬと前記気密容器の内径φｉｎがＩＬ／φｉｎ＞０．０５の関係にある電流密度で、少なくとも入力電力を５００Ｗとした低圧水銀放電灯において、
前記放電空間に連通させるとともに前記放電空間外の前記気密容器の最冷部となる空間部に、アマルガムを保持可能としたカプセルを備えたことを特徴とする低圧水銀放電灯。
【請求項２】
前記カプセルは、前記両電極から遠い位置に形成したことを特徴とする請求項１記載の低圧水銀放電灯。
【請求項３】
前記アマルガムは、Ｓｎ：５０±５％、Ｂｉ：３０±５％、Ｐｂ：１５±５％、Ｈｇ：５％の成分比率からなることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀放電灯。
【請求項４】
前記放電空間に連通される前記カプセルの空間部は細い連結孔で連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の低圧水銀放電灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１７５８１３（Ｐ２０１１−１７５８１３Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３８１２８（Ｐ２０１０−３８１２８）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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