JP2003016997A - Metal halide lamp - Google Patents

Metal halide lamp

Info

Publication number
JP2003016997A
JP2003016997A JP2001193221A JP2001193221A JP2003016997A JP 2003016997 A JP2003016997 A JP 2003016997A JP 2001193221 A JP2001193221 A JP 2001193221A JP 2001193221 A JP2001193221 A JP 2001193221A JP 2003016997 A JP2003016997 A JP 2003016997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lamp
metal halide
sodium
efficiency
arc tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001193221A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Akiyoshi
健次 秋吉
Masahito Yoshida
雅人 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001193221A priority Critical patent/JP2003016997A/en
Publication of JP2003016997A publication Critical patent/JP2003016997A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an (NaI-TlI-InI) based metal halide lamp with excellent lamp efficiency and life property. SOLUTION: This metal halide lamp is provided with an arc tube formed of a translucent material with the metal halide of sodium, thallium and indium filled as a main component of a luminescent material. A sodium bromide (NaBr) is further contained as the main component of the luminescent material. Both lamp efficiency and life property are thereby improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電ランプの
うちの、特にメタルハライドランプに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high pressure discharge lamp, and more particularly to a metal halide lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧放電ランプのうちのメタルハライド
ランプは、1960年代に発明、開発されて以来、それ
までの高圧水銀ランプに比べて、より高効率・高演色性
というランプ特性面での特長が活かされて、高圧水銀ラ
ンプに代わり普及されている。メタルハライドランプの
ランプ特性は、基本的に発光管に封入される発光物質と
して選択された金属ハライドの種類により規定され、い
ままでに種々の金属ハライドの組合せからなるランプが
実用化されてきた。このうち、特に代表的な高効率形の
一般照明用ランプの一つとして、ナトリウム−タリウム
−インジウム(NaI−TlI―InI)系ランプが挙
げられる。このランプは、1970年頃という早い時期
に実用化されて以来、広場やスポーツ場などの屋外照明
用および工場、体育館などの屋内照明用として普及さ
れ、現在に至っている。
2. Description of the Related Art Metal halide lamps, among high pressure discharge lamps, have been characterized by higher efficiency and higher color rendering properties than the high pressure mercury lamps that were invented and developed in the 1960s. It has been put to good use and is being widely used in place of the high pressure mercury lamp. The lamp characteristics of a metal halide lamp are basically defined by the type of metal halide selected as a light emitting substance enclosed in an arc tube, and lamps composed of various combinations of metal halides have been put into practical use. Among these, a sodium-thallium-indium (NaI-TlI-InI) -based lamp is mentioned as one of the particularly representative high-efficiency general lighting lamps. Since being put into practical use as early as around 1970, this lamp has been widely used for outdoor lighting such as in plazas and sports fields, and for indoor lighting such as factories and gymnasiums, and has reached the present.

【0003】(NaI−TlI―InI)系ランプの従
来の開発における主な課題は、(i)寿命中での発光物
質や、発光管石英材料等から放出される、水(H2O)
などの不純物によるランプ始動電圧の上昇と光束劣化、
(ii)発光管内からのナトリウム(Na)消失による光
色変化、などの寿命特性の改善であった。これらの課題
は、徹底した不純物除去のための発光管製造プロセスの
改善と、ナトリウム消失防止のための外管ガス封入など
により解決された。また、ランプの演色性改善のため
に、発光物質に新たに赤色放射を放出するヨウ化リチウ
ム(LiI)が付加された。この結果、現行ランプの典
型的な寿命も含めたランプ特性として、例えば、透明形
250Wタイプにおいては、初光束17000lm(ラ
ンプエイジング時間100時間での値)、ランプ効率6
8lm/W、一般演色性評価数(Ra)65、および寿
命時間9000時間が得られている。ここで、本発明者
の測定結果によれば、寿命時間9000時間におけるラ
ンプの平均光束維持率は、初期値の約65%である。ま
た、 上記ランプ特性において、特にランプ効率値は、
開発当初のレベルに比べてあまり改善されていないとい
える。
The main problems in the conventional development of a (NaI-TlI-InI) lamp are (i) water (H 2 O) emitted from a light emitting substance during the life of the lamp, a quartz material of an arc tube or the like.
Increase in lamp starting voltage and deterioration of luminous flux due to impurities such as
(Ii) Improvement of life characteristics such as light color change due to disappearance of sodium (Na) from inside the arc tube. These problems have been solved by thoroughly improving the arc tube manufacturing process to completely remove impurities and filling the outer tube gas to prevent sodium loss. Further, in order to improve the color rendering of the lamp, lithium iodide (LiI) which newly emits red radiation is added to the light emitting material. As a result, as the lamp characteristics including the typical life of the existing lamp, for example, in the transparent 250 W type, the initial luminous flux is 17,000 lm (value at a lamp aging time of 100 hours) and the lamp efficiency is 6
8 lm / W, general color rendering index (Ra) 65, and life time 9000 hours were obtained. Here, according to the measurement result of the present inventor, the average luminous flux maintenance factor of the lamp at the life time of 9000 hours is about 65% of the initial value. In the above lamp characteristics, the lamp efficiency value is
It can be said that the level has not improved much compared to the level at the beginning of development.

【0004】ところで、もうひとつの高効率形の一般照
明用ランプとして、ナトリウム−スカンジウム(NaI
−ScI3)系ランプが、上記(NaI−TlI―In
I)系ランプとほぼ同時期に実用化されており、両者ラ
ンプは市場では競合して普及されてきた。現行の(Na
I−ScI3)系ランプの典型的なランプ特性として
は、同種の透明形250Wタイプ において、初光束2
1500lm、ランプ効率86lm/W、一般演色性評
価数(Ra)65、および寿命時間9000時間が得ら
れている。この場合、寿命時間9000時間におけるラ
ンプの平均光束維持率は初期値の約50%である。
By the way, another high-efficiency type lamp for general lighting is sodium-scandium (NaI).
-ScI 3 ) based lamp is the same as the above (NaI-TlI-In
It was put into practical use at about the same time as the I) type lamps, and both lamps have been popularized in the market in competition. Current (Na
The typical lamp characteristics of the I-ScI 3 ) type lamp are:
The obtained values are 1500 lm, lamp efficiency 86 lm / W, general color rendering index (Ra) 65, and life time 9000 hours. In this case, the average luminous flux maintenance factor of the lamp at the life time of 9000 hours is about 50% of the initial value.

【0005】従来技術による、上記(NaI−TlI―
InI)系ランプと、(NaI−ScI3)系ランプの
ランプ特性を比較してみると、前者ランプの特長とし
て、特に寿命中の光束維持率が後者より優れていること
が挙げられる。例えば、寿命時間9000時間における
前者ランプの光束維持率は、後者の50%に対して65
%である。これは、基本的に両者ランプの各発光物質
と、高温の発光管石英との反応割合の差に起因してい
る。つまり、後者のランプの特にヨウ化スカンジウム
が、前者ランプのヨウ化ナトリウム(NaI)、ヨウ化
タリウム(TlI)、ヨウ化インジウム(InI)に比
して、石英と反応し易いからである。
The above-mentioned (NaI-TlI-
And InI) based lamp, Comparing lamp characteristics of (NaI-ScI 3) based lamp, as features of the former lamp, in particular a light flux maintaining rate during the life and the like to be superior to the latter. For example, the luminous flux maintenance factor of the former lamp at a life time of 9000 hours is 65% compared to 50% of the latter.
%. This is basically due to the difference in reaction ratio between the luminescent materials of both lamps and the high-temperature arc tube quartz. That is, especially scandium iodide of the latter lamp reacts with quartz more easily than sodium iodide (NaI), thallium iodide (TlI), and indium iodide (InI) of the former lamp.

【0006】他方、(NaI−TlI―InI)系ラン
プのランプ特性面での問題点は、そのランプ効率が(N
aI−ScI3)系ランプに比べて低いことである。例
えば、前記の250Wタイプでは、前者のランプ効率は
68lm/Wであり、後者のランプ効率86lm/Wと
比較して、約20%も低い。従来、市場において、(N
aI−TlI―InI)系ランプは、かかるランプ効率
の低さを、上記の高い光束維持率をもつ安定した寿命特
性で補うことにより、(NaI−ScI3)系ランプと
競合し得てきたといえる。
On the other hand, the problem with the lamp characteristics of the (NaI-TlI-InI) system lamp is that the lamp efficiency is (N
It is lower than that of the aI-ScI 3 ) system lamp. For example, in the 250 W type, the former lamp efficiency is 68 lm / W, which is about 20% lower than the latter lamp efficiency of 86 lm / W. Conventionally, (N
aI-TlI-InI) based lamp, the low level of such lamp efficiency, by supplementing a stable life characteristics with a high luminous flux maintenance factor of the, said to have been obtained compete with (NaI-ScI 3) based lamp .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(Na
I−TlI―InI)系ランプにおいて、かかる低いラ
ンプ効率は、今後の省エネルギー時代に適応する上での
大きな問題点であり、従って、主要な課題として、その
ランプ効率の改善が市場から要望されている。更に、も
う一つの問題点は、寿命時間が、従来高圧水銀ランプの
12000時間に比べて、9000時間と短いことであ
る。これは、メタルハライドランプ全般に共通した問題
であるが、この寿命時間の改善もランプ導入以来、市場
から要望されてきた課題である。そして、上記のランプ
効率と寿命時間の2つの改善により、(NaI−TlI
―InI)系ランプは、ランプ効率と寿命特性の両面に
優れた高圧放電ランプへと再開発されて、高効率形の屋
内外照明用の主力ランプとして、今後の省エネルギー化
への一層の寄与が期待できる。
However, (Na
In the (I-TlI-InI) type lamp, such low lamp efficiency is a big problem in adapting to the future energy saving era, and therefore, the improvement of the lamp efficiency is a major issue demanded by the market. There is. Further, another problem is that the life time is as short as 9000 hours as compared with 12000 hours of the conventional high pressure mercury lamp. This is a problem that is common to all metal halide lamps, but improvement in this life time has also been a problem that the market has requested since the introduction of the lamp. Then, due to the above two improvements in lamp efficiency and life time, (NaI-TlI
-InI) -based lamps have been redeveloped into high-pressure discharge lamps that are excellent in terms of both lamp efficiency and life characteristics, and as a main lamp for high-efficiency indoor / outdoor lighting, they will further contribute to energy saving in the future. Can be expected.

【0008】本発明は、(NaI−TlI―InI)系
メタルハライドランプに関して、その低いランプ効率と
短い寿命時間を解決するため、ランプ効率と寿命特性の
両面に優れ、今後の省エネルギー時代にも十分適応でき
るメタルハライドランプを提供することを目的とする。
The present invention relates to a (NaI-TlI-InI) -based metal halide lamp, which solves its low lamp efficiency and short life time, is excellent in both lamp efficiency and life characteristics, and is sufficiently adapted to the future energy saving era. The object is to provide a metal halide lamp that can be used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のメタルハライドランプは、発光物質主成分
として、ナトリウム、タリウムおよびインジウムの金属
ハライドを封入した透光性材料からなる発光管を備え、
前記発光物質の主成分として、さらに臭化ナトリウム
(NaBr)を含有することを特徴とする。これによ
り、低いランプ効率と短い寿命時間がともに改善され、
ランプ効率と寿命特性の両面に優れた、今後の省エネル
ギー時代にも十分適応できるメタルハライドランプが得
られる。
In order to achieve the above object, the metal halide lamp of the present invention comprises an arc tube made of a translucent material in which metal halides of sodium, thallium and indium are encapsulated as main components of a luminescent substance. ,
It is characterized by further containing sodium bromide (NaBr) as a main component of the luminescent material. This improves both low lamp efficiency and short life time,
It is possible to obtain a metal halide lamp that is excellent in both lamp efficiency and life characteristics and that can be sufficiently applied in the future energy saving era.

【0010】本発明のメタルハライドランプにおいて
は、前記ナトリウムの金属ハライドがヨウ化ナトリウム
(NaI)であり、該ヨウ化ナトリムに対する前記臭化
ナトリウム(NaBr)の含有量が、質量比でNaBr
/NaI=0.02〜0.10の範囲であることが好まし
い。これにより、低いランプ効率と短い寿命時間がとも
に十分改善され、ランプ効率と寿命特性の両面により一
層優れた、今後の省エネルギー時代にも十分適応できる
メタルハライドランプが得られる。前記臭化ナトリウム
含有割合が0.02未満の場合、ナトリウムの蒸気圧が
高くなりすぎて、ナトリウムの自己吸収が起こり、光束
が低下し、ランプ効率が低下する。一方、臭化ナトリウ
ム含有割合が0.10を越える場合は、ランプ効率の改
善は得られるものの、寿命中の一層活性されたハロゲン
サイクルにより、タングステン電極の侵食・変形が激し
くなりランプが短寿命となる。
In the metal halide lamp of the present invention, the metal halide of sodium is sodium iodide (NaI), and the content of sodium bromide (NaBr) with respect to the sodium iodide is NaBr in a mass ratio.
It is preferable that / NaI is in the range of 0.02 to 0.10. As a result, both a low lamp efficiency and a short life time are sufficiently improved, and it is possible to obtain a metal halide lamp which is more excellent in both lamp efficiency and life characteristics and which can be sufficiently adapted to the future energy saving era. If the sodium bromide content is less than 0.02, the vapor pressure of sodium becomes too high, self-absorption of sodium occurs, the luminous flux decreases, and the lamp efficiency decreases. On the other hand, when the sodium bromide content exceeds 0.10, although the lamp efficiency can be improved, the halogen cycle more activated during the life of the lamp causes severe erosion / deformation of the tungsten electrode and shortens the life of the lamp. Become.

【0011】また、本発明のメタルハライドランプは、
前記発光管の管壁負荷(we)が、18〜25W/cm
2 の範囲であることを特徴とする。これにより、特にラ
ンプ効率が一層改善され、ランプ効率と寿命特性の両面
に優れた、今後の省エネルギー時代にも十分適応できる
メタルハライドランプが得られる。前記管壁負荷が18
W/cm2未満の場合は、発光金属の蒸気圧が不十分の
ため、高い光束が得られなくなる。一方、管壁負荷が2
5W/cm2を越える場合は、ナトリウム蒸気圧がNa
Brの抑制作用を超えて高くなり、ランプ効率上昇が飽
和してくるとともに、管壁温度の上昇による発光管石英
の再結晶などにより、光束維持率が低下して、目的とす
る12000時間の寿命時間が得られなくなる。
Further, the metal halide lamp of the present invention is
The wall load (we) of the arc tube is 18 to 25 W / cm
It is characterized by a range of 2 . As a result, in particular, the lamp efficiency is further improved, and it is possible to obtain a metal halide lamp which is excellent in both lamp efficiency and life characteristics and which can be sufficiently applied in the future energy saving era. The pipe wall load is 18
If it is less than W / cm 2 , a high luminous flux cannot be obtained because the vapor pressure of the luminescent metal is insufficient. On the other hand, the pipe wall load is 2
If it exceeds 5 W / cm 2 , the sodium vapor pressure is Na
When the lamp efficiency rises beyond the suppression effect of Br and the lamp efficiency rises, the luminous flux maintenance factor decreases due to the recrystallization of the arc tube quartz due to the rise in the tube wall temperature, and the target life of 12000 hours. I don't have the time.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
から図4を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
4 to FIG.

【0013】図1および図2は、それぞれ本発明の実施
の形態に係る250Wタイプのメタルハライドランプの
発光管構成およびランプ構成を示す断面図である。ま
た、図3は、上記メタルハライドランプの点灯回路構成
を示す図である。
FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views showing the arc tube structure and the lamp structure of a 250 W type metal halide lamp according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 3 is a diagram showing a lighting circuit configuration of the metal halide lamp.

【0014】図1に示すように、発光管1の容器は石英
材料からなり、発光管1の両端部には、一対のタングス
テンコイルからなる主電極2、3と、更に一方の端部に
はタングステン棒からなる補助電極4が設けられてい
る。主電極2、3および補助電極4は、それぞれ発光管
1の両端部に気密封止されたモリブデン箔5、6および
7を介して、モリブデン棒からなる外部リード線8、9
および10に接続されている。発光管1の両端部の外面
には、それぞれ窒化ホウ素(BN)を主成分とする保温
膜11、12が塗布・焼付けされている。発光管1の内
部には、ナトリウム、タリウムおよびインジウムの金属
ハライドと、さらに臭化ナトリウムを主成分とする発光
物質13が封入され、そのほかに緩衝ガスとしての水銀
14が40〜60mgと、始動補助用希ガスとしてのネ
オン・アルゴンペニングガス(Ne+0.5%Ar)1
5が約10kPa封入されている。発光物質は、典型的
組成として、ヨウ化ナトリウム(NaI)を78.6
%、ヨウ化タリウム(TlI)を4.5%、ヨウ化イン
ジウム(InI)を2.9%、ヨウ化リチウム(Li
I)を1.1%、臭化ナトリウム(NaBr)を2.9%
(但し、組成は質量%)からなる発光物質13.8mg
を封入している。この場合、ヨウ化リチウムは、従来技
術によりランプ演色性を改善するために付加されてい
る。
As shown in FIG. 1, the container of the arc tube 1 is made of a quartz material, the main electrodes 2 and 3 made of a pair of tungsten coils are provided at both ends of the arc tube 1, and one end thereof is provided. An auxiliary electrode 4 made of a tungsten rod is provided. The main electrodes 2 and 3 and the auxiliary electrode 4 are external lead wires 8 and 9 made of molybdenum rods via molybdenum foils 5, 6 and 7 which are hermetically sealed at both ends of the arc tube 1, respectively.
And 10 are connected. The heat insulating films 11 and 12 containing boron nitride (BN) as a main component are applied and baked on the outer surfaces of both ends of the arc tube 1. Inside the arc tube 1, metal halides of sodium, thallium, and indium, and a light-emitting substance 13 containing sodium bromide as a main component are enclosed, and in addition, 40 to 60 mg of mercury 14 as a buffer gas and a starting aid. Neon / argon Penning gas (Ne + 0.5% Ar) as rare gas for use 1
5 is enclosed at about 10 kPa. The luminescent material has a typical composition of sodium iodide (NaI) of 78.6.
%, Thallium iodide (TlI) 4.5%, indium iodide (InI) 2.9%, lithium iodide (Li
I) 1.1%, sodium bromide (NaBr) 2.9%
(However, the composition is mass%) 13.8 mg
Is enclosed. In this case, lithium iodide is added according to the prior art to improve the lamp color rendering.

【0015】完成ランプの構成としては、図2に示すよ
うに、発光管1は一対のリード線17、18が気密封止
された硬質ガラスからなるステム19を用いて組立てら
れ、硬質ガラスからなる外管バルブ20の内部に保持、
設置されている。この場合、発光管1の主電極2、3に
通じる外部リード線8、9は、それぞれリード線17、
18に接続され、また補助電極4に通じる外部リード線
10は、抵抗21およびバイメタルスイッチ22を介し
て、一方のリード線18に接続されている。更に、外管
バルブ20の内部には、ジルコニウム−アルミニウムゲ
ッター23が装備され、そして外管バルブ20の内部
は、真空に排気されて窒素−ネオンガス(N2+60%
Ne)が約53kPa封入されている。最終的に、外管
バルブ20には口金24が装着されている。
In the structure of the completed lamp, as shown in FIG. 2, the arc tube 1 is assembled by using a stem 19 made of hard glass in which a pair of lead wires 17 and 18 are hermetically sealed, and made of hard glass. Hold inside the outer tube valve 20,
is set up. In this case, the external lead wires 8 and 9 leading to the main electrodes 2 and 3 of the arc tube 1 are lead wires 17, respectively.
The external lead wire 10 which is connected to 18 and communicates with the auxiliary electrode 4 is connected to one of the lead wires 18 via a resistor 21 and a bimetal switch 22. Further, a zirconium-aluminum getter 23 is installed inside the outer tube valve 20, and the inside of the outer tube valve 20 is evacuated to a vacuum and is filled with nitrogen-neon gas (N 2 + 60%).
Ne) is enclosed in about 53 kPa. Finally, a cap 24 is attached to the outer tube valve 20.

【0016】完成ランプ16は、図3に示すように、簡
易な250W高圧水銀ランプ用のリアクタンス安定器2
5により点灯される。この点灯動作としては、(i)2
00V電源27が印加されると、まず主電極2と補助電
極4の間に補助放電が発生し、(ii)次いで補助放電か
ら供給された十分な初期電子の作用により、主電極2、
3の間に主放電が開始され、(iii)主放電開始約1分
後に、一方のバイメタルスイッチ22の接点が発光管1
からの放熱によりON状態からOFF状態となり、以後
のランプ定常点灯時では、このOFF状態が継続される
ことになる。
The completed lamp 16 is, as shown in FIG. 3, a simple reactance ballast 2 for a 250 W high pressure mercury lamp.
Illuminated by 5. This lighting operation includes (i) 2
When the 00V power supply 27 is applied, first, an auxiliary discharge is generated between the main electrode 2 and the auxiliary electrode 4, and (ii) by the action of sufficient initial electrons supplied from the auxiliary discharge, the main electrode 2,
The main discharge is started during 3, and (iii) about 1 minute after the start of the main discharge, the contact point of one of the bimetal switches 22 becomes the arc tube 1.
The heat is dissipated from the ON state to the OFF state, and the OFF state is continued during the subsequent steady lighting of the lamp.

【0017】次に、このような250Wタイプのメタル
ハライドランプにおいて、発光管内径(φi)15m
m、電極間距離(Ld)26.5mmからなるランプ
(実施例1)を製作し、下向点灯でその寿命も含めたラ
ンプ特性を測定した。このときの発光管1の管壁負荷
(we)は、18.2W/cm2であった。なお、管壁負
荷(we)は、ランプワットを発光管の電極間距離内の
内表面積で除した値、すなわちwe=250/(0.0
1πφiLd)により求められる値である。測定の結果、
実施例1のランプ特性は、初期光束18400lm、ラ
ンプ効率73.6lm/W、一般演色評価数(Ra)6
5.4および色温度4750Kであった。
Next, in such a 250 W type metal halide lamp, the arc tube inner diameter (φi) is 15 m.
m and a distance between electrodes (Ld) of 26.5 mm (Example 1) were manufactured, and the lamp characteristics including the life thereof were measured by downward lighting. At this time, the tube wall load (we) of the arc tube 1 was 18.2 W / cm 2 . The tube wall load (we) is a value obtained by dividing the lamp watt by the inner surface area within the distance between the electrodes of the arc tube, that is, we = 250 / (0.0
It is a value obtained by 1πφiLd). As a result of the measurement,
The lamp characteristics of Example 1 are as follows: initial luminous flux 18400 lm, lamp efficiency 73.6 lm / W, general color rendering index (Ra) 6
5.4 and color temperature 4750K.

【0018】また、比較のために、従来(NaI−Tl
I― InI)系ランプの発光物質の典型的組成であ
る、ヨウ化ナトリウム(NaI)を82.2%、ヨウ化
タリウム(TlI)を11.7%、ヨウ化インジウム
(InI)を4.0%、ヨウ化リチウム(LiI)を2.
1%(但し、組成は質量%)からなる発光物質を封入し
た以外は、実施例1と同じ構成を有するランプ(比較例
1)を製作し、実施例1と同様にして実験を行った。測
定の結果、比較例1のランプ特性は、初期光束1750
0lm、ランプ効率70lm/W、一般演色評価数(R
a)64.5および色温度4750Kであった。
For comparison, the conventional (NaI-Tl
The typical composition of the light emitting material of the I-InI-based lamp is sodium iodide (NaI) 82.2%, thallium iodide (TlI) 11.7%, and indium iodide (InI) 4.0. %, Lithium iodide (LiI) 2.
A lamp (Comparative Example 1) having the same configuration as that of Example 1 except that a luminescent substance consisting of 1% (however, the composition is% by mass) was filled was manufactured, and an experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result of the measurement, the lamp characteristic of Comparative Example 1 is that the initial luminous flux is 1750.
0 lm, lamp efficiency 70 lm / W, general color rendering index (R
a) 64.5 and color temperature 4750K.

【0019】図4に、実施例1で作製したランプの寿命
中における光束維持率特性を、比較例1(従来タイプ)
のランプと比較して示した。図4から明らかなように、
実施例1のランプの平均寿命時間は、12000時間
(光束維持率65%)であり、比較例1(従来タイプ)
のランプは、光束維持率65%を維持できる時間が約8
800時間、寿命12000時間後の光束維持率は約5
7%であった。以上の結果から、実施例1のランプは、
従来250Wタイプランプの特性に比べて、ランプ効率
が約5%上昇し、併せて寿命時間が約40%長くなって
おり、十分なランプ特性改善効果があることがわかっ
た。
FIG. 4 shows the luminous flux maintenance factor characteristics of the lamp manufactured in Example 1 during the life of Comparative Example 1 (conventional type).
Compared with the lamp of. As is clear from FIG.
The average life time of the lamp of Example 1 is 12000 hours (luminous flux maintenance rate 65%), and Comparative Example 1 (conventional type)
The lamp can maintain a luminous flux maintenance rate of 65% for about 8 hours.
The luminous flux maintenance factor after 800 hours and 12,000 hours of life is about 5
It was 7%. From the above results, the lamp of Example 1
Compared with the characteristics of the conventional 250 W type lamp, the lamp efficiency is increased by about 5% and the life time is also increased by about 40%, which shows that there is a sufficient effect of improving the lamp characteristics.

【0020】このような結果となったのは、比較例1で
は、ナトリウムD線(589.0nmおよび589.6n
m)の自己吸収と長波長側への広がりによって、放射の
視感効率が低下したためであると考えられる。これは、
基本的に放電アークでのナトリウム蒸気圧の上昇に起因
するものである。一方、実施例1では、臭化ナトリウム
(NaBr)を付加したことにより、発光管1からのナ
トリウムD線の自己吸収と長波長側への広がりが抑制さ
れて、ランプ効率が改善されたと考えられる。更に、付
加された臭化ナトリウム(NaBr)の臭素(Br)の
作用により、いわゆるハロゲンサイクルがより活性とな
り、電極から蒸発して発光管の内表面に付着したタング
ステンが比較的速やかに除去され、寿命時間も改善され
たものと考えられる。
The reason why such a result is obtained is that in Comparative Example 1, the sodium D line (589.0 nm and 589.6 n) was used.
It is considered that this is because the luminous efficiency of radiation was reduced due to self-absorption of m) and spread to the longer wavelength side. this is,
It is basically due to the increase of sodium vapor pressure in the discharge arc. On the other hand, in Example 1, by adding sodium bromide (NaBr), it is considered that the self-absorption of sodium D line from the arc tube 1 and the spread to the long wavelength side were suppressed, and the lamp efficiency was improved. . Further, the action of bromine (Br) of the added sodium bromide (NaBr) makes the so-called halogen cycle more active, and the tungsten evaporated from the electrode and adhering to the inner surface of the arc tube is relatively quickly removed, It is considered that the life time is also improved.

【0021】本発明において、発光物質に付加される臭
化ナトリウム(NaBr)の効果は、封入されるナトリ
ウムの金属ハライドがヨウ化ナトリウム(NaI)の場
合、臭化ナトリウム(NaBr)の含有割合、すなわち
ヨウ化ナトリウムに対する臭化ナトリウムの質量比Na
Br/NaIと密接に関係する。臭化ナトリウムの含有
割合が低すぎると、ランプ効率およびランプの寿命特性
を改善する効果が少なくなる。他方、臭化ナトリウムの
含有割合が高すぎると、ランプ効率の改善は得られるも
のの、寿命中の一層活性されたハロゲンサイクルによ
り、タングステン電極の侵食・変形が激しくなりランプ
が短寿命となる。その結果、十分なランプ特性効果が得
られ、かつ短寿命が抑制できる臭化ナトリウム(NaB
r)の含有割合は、ヨウ化ナトリウム(NaI)に対
し、質量比で、NaBr/NaI=0.02〜0.10の
範囲であった。
In the present invention, the effect of sodium bromide (NaBr) added to the luminescent material is as follows. When the encapsulated sodium metal halide is sodium iodide (NaI), the content ratio of sodium bromide (NaBr), That is, the mass ratio of sodium bromide to sodium iodide Na
Closely related to Br / NaI. If the content ratio of sodium bromide is too low, the effect of improving the lamp efficiency and the life characteristics of the lamp is reduced. On the other hand, if the content ratio of sodium bromide is too high, the lamp efficiency can be improved, but the halogen cycle which is activated more during the life of the lamp causes severe erosion / deformation of the tungsten electrode and shortens the life of the lamp. As a result, sodium bromide (NaB) capable of obtaining a sufficient lamp characteristic effect and suppressing a short life.
The content ratio of r) was in the range of NaBr / NaI = 0.02 to 0.10 by mass ratio with respect to sodium iodide (NaI).

【0022】次に、一層のランプ効率改善を図るため
に、臭化ナトリウム(NaBr)を付加した上記組成と
同じ発光物質を、管壁負荷(we)のより高い発光管に
封入したランプ(実施例2)を製作し、実施例1と同様
にランプ特性を測定した。なお、発光管の典型的構成
は、発光管内径(φi)16mm、電極間距離(Ld)
25mmであり、この場合の設定された発光管の管壁負
荷(we)は19.9W/cm2であった。
Next, in order to further improve the lamp efficiency, a lamp in which a luminous substance having the same composition as the above, to which sodium bromide (NaBr) is added, is enclosed in an arc tube having a higher tube wall load (we) (implementation) Example 2) was manufactured and the lamp characteristics were measured in the same manner as in Example 1. The typical structure of the arc tube is: inner diameter of arc tube (φi) 16 mm, distance between electrodes (Ld)
It was 25 mm, and the tube wall load (we) of the set arc tube in this case was 19.9 W / cm 2 .

【0023】その結果、実施例2のランプ特性は、初期
光束19900lm、ランプ効率79.6lm/W、一
般演色評価数(Ra)65.6および色温度4720
K、平均寿命時間12100時間(光束維持率65%)
であった。特にランプ効率は、前記の従来250Wタイ
プランプに比べ、約17%と一層上昇しており、市場で
競合する(NaI−ScI3)系ランプの93%のレベ
ルまで改善されていた。また、寿命時間も目的とする1
2000時間が達成されていた。
As a result, the lamp characteristics of Example 2 were as follows: initial luminous flux 19900 lm, lamp efficiency 79.6 lm / W, general color rendering index (Ra) 65.6 and color temperature 4720.
K, average life time 12100 hours (light flux maintenance rate 65%)
Met. Especially, the lamp efficiency is further increased to about 17% as compared with the conventional 250 W type lamp, and it has been improved to the level of 93% of the (NaI-ScI 3 ) system lamp which is competing in the market. In addition, life time is also an objective 1
2000 hours had been achieved.

【0024】一般に、高圧放電ランプのランプ効率が、
発光管の管壁負荷の増大につれて上昇することはよく知
られている。ところが、本発明者による前記の従来(N
aI−TlI−InI)系ランプにおける検討では、管
壁負荷(we)が増大すると、ナトリウム蒸気圧がより
高くなって、ナトリウムD線の自己吸収と長波長側への
広がりが大きくなり、結果的にランプ効率の改善はあま
り得られない。これに対して、本発明による臭化ナトリ
ウム(NaBr)のナトリウム蒸気圧抑制作用は、管壁
負荷の高い発光管でも十分発揮され、管壁負荷(we)
の増大に見合うランプ効率上昇が得られたことになる。
つまり、臭化ナトリウム(NaBr)によるランプ効率
改善の効果は、より高い管壁負荷(we)の発光管構成
において、より大きくなるといえる。
Generally, the lamp efficiency of a high pressure discharge lamp is
It is well known that as the wall load of the arc tube increases, it rises. However, the above-mentioned conventional (N
In the study on the aI-TlI-InI) lamp, as the tube wall load (we) increases, the sodium vapor pressure becomes higher, and the self-absorption of sodium D-ray and the spread to the long wavelength side increase, resulting in Moreover, the lamp efficiency is not improved so much. On the other hand, the sodium vapor pressure suppressing action of sodium bromide (NaBr) according to the present invention is sufficiently exhibited even in an arc tube having a high tube wall load, and the tube wall load (we)
That is, the increase in lamp efficiency commensurate with the increase in
That is, it can be said that the effect of improving the lamp efficiency by sodium bromide (NaBr) is greater in the arc tube structure having a higher tube wall load (we).

【0025】本発明において、臭化ナトリウムの効果が
大きくなる管壁負荷(we)は、18〜25W/cm2
範囲であるが、従来、(NaI−TlI−InI)系ラ
ンプの発光管の管壁負荷(we)は、通常15W/cm2
〜18W/cm2未満の範囲に設定されている。管壁負
荷(we)値が25W/cm2より高くなると、ナトリウ
ム蒸気圧が臭化ナトリウムの抑制作用を超えて高くな
り、ランプ効率上昇が飽和する。更に、管壁温度の上昇
による発光管石英の再結晶などにより、光束維持率が低
下し、目的とする12000時間の寿命時間が得られな
くなる。
In the present invention, the tube wall load (we) at which the effect of sodium bromide becomes large is in the range of 18 to 25 W / cm 2 , but conventionally, the arc tube of the (NaI-TlI-InI) type lamp is Tube wall load (we) is usually 15 W / cm 2
It is set within the range of less than 18 W / cm 2 . When the tube wall load (we) value is higher than 25 W / cm 2 , the sodium vapor pressure becomes higher than the suppression effect of sodium bromide, and the increase in lamp efficiency is saturated. Further, due to the recrystallization of the arc tube quartz due to the rise in the temperature of the tube wall, the luminous flux maintenance factor is lowered, and the target life time of 12000 hours cannot be obtained.

【0026】なお、上記実施形態のNaBrが付加され
た発光物質に、更に例えば放電アークを安定化するため
の、ヨウ化セシウム(CsI)等の他の金属ハライドが
付加されてもよい。また、石英以外のアルミナセラミッ
クなどの材料からなる発光管を用いた場合でも、臭化ナ
トリウム(NaBr)による同様の効果が得られる。
The luminescent material to which NaBr is added in the above embodiment may be further added with another metal halide such as cesium iodide (CsI) for stabilizing the discharge arc. Further, even when an arc tube made of a material such as alumina ceramic other than quartz is used, the same effect by sodium bromide (NaBr) can be obtained.

【0027】更に、本発明の実施形態の発光管構成は、
250Wタイプ以外の300Wタイプや400Wタイプ
等にも適用できるものである。また、外管バルブの内表
面に蛍光体が塗布された、いわゆる蛍光体形メタルハラ
イドランプにも適用できる。この場合は、蛍光体からの
赤色発光が加味されて、一般演色評価数(Ra)が約7
0と改善され、一方で色温度が約4300Kと低いラン
プ光色となる。
Further, the arc tube structure of the embodiment of the present invention is
The present invention can be applied to 300W type and 400W type other than the 250W type. Further, it can be applied to a so-called phosphor type metal halide lamp in which a phosphor is applied to the inner surface of the outer bulb. In this case, the general color rendering index (Ra) is about 7 in consideration of the red emission from the phosphor.
The lamp light color is improved to 0, while the color temperature is low at about 4300K.

【0028】以上のように、(NaI−TlI―In
I)系メタルハライドランプに関して、上記の実施の形
態で示されるような発光管構成を備えることにより、従
来からの問題である低いランプ効率と短い寿命時間がと
もに改善され、ランプ効率と寿命特性の両面に優れたメ
タルハライドランプを得ることができる。
As described above, (NaI-TlI-In
Regarding the I) type metal halide lamp, by providing the arc tube configuration as shown in the above-mentioned embodiment, both the low lamp efficiency and the short life time, which have been problems in the past, are improved, and both the lamp efficiency and the life characteristics are improved. It is possible to obtain an excellent metal halide lamp.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
(NaI−TlI―InI)系メタルハライドランプに
おいて、新たにNaBrが付加された発光物質を主成分
として使用することにより、従来ランプにおける問題で
ある、低いランプ効率と短い寿命時間がともに改善さ
れ、ランプ効率と寿命特性の両面に優れた、今後の省エ
ネルギー時代にも十分適応できるメタルハライドランプ
を提供できる。よって、その工業的価値は大である。
As described above, according to the present invention,
In the (NaI-TlI-InI) -based metal halide lamp, by using as a main component a light emitting material to which NaBr is newly added, both the low lamp efficiency and the short life time, which are problems in the conventional lamp, are improved, It is possible to provide a metal halide lamp that is excellent in both efficiency and life characteristics and that can be sufficiently adapted to the future energy saving era. Therefore, its industrial value is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態のメタルハライドランプの発光管
の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an arc tube of a metal halide lamp according to this embodiment.

【図2】本実施の形態のメタルハライドランプのランプ
の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a lamp of the metal halide lamp according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態のメタルハライドランプの点灯回
路の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a lighting circuit of the metal halide lamp according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態および従来例のメタルハライドラ
ンプの寿命中の光束維持率特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the luminous flux maintenance factor characteristics during the life of the metal halide lamps of the present embodiment and the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光管 2、3 主電極 4 補助電極 5、6、7 モリブデン箔 8、9、10 外部リード線 11、12 保湿膜 13 発光物質 14 水銀 15 ネオン−アルゴンペニングガス 16 完成ランプ 17、18 リード線 19 ステム 20 外管バルブ 21 抵抗 22 バイメタルスイッチ 23 ジルコニュウム−アルミニウムゲッタ 24 口金 25 安定器 1 arc tube A few main electrodes 4 auxiliary electrodes 5, 6, 7 molybdenum foil 8, 9, 10 External lead wire 11, 12 Moisturizing film 13 Luminescent substances 14 Mercury 15 Neon-Argon Penning Gas 16 Completed lamp 17,18 Lead wire 19 stems 20 outer tube valve 21 Resistance 22 Bimetal switch 23 Zirconium-Aluminum Getter 24 mouthpiece 25 ballast

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C015 QQ03 QQ58 QQ59 5C039 HH06    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5C015 QQ03 QQ58 QQ59                 5C039 HH06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光物質主成分として、ナトリウム、タ
リウムおよびインジウムの金属ハライドを封入した透光
性材料からなる発光管を備え、前記発光物質主成分とし
て、さらに臭化ナトリウム(NaBr)を含有すること
を特徴とするメタルハライドランプ。
1. A light emitting tube comprising a translucent material in which metal halides of sodium, thallium and indium are enclosed as a main component of a light emitting substance, and sodium bromide (NaBr) is further contained as the main component of the light emitting substance. A metal halide lamp characterized by that.
【請求項2】 前記ナトリウムの金属ハライドがヨウ化
ナトリウム(NaI)であり、該ヨウ化ナトリムに対す
る前記臭化ナトリウム(NaBr)の含有量が、質量比
でNaBr/NaI=0.02〜0.10の範囲であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のメタルハライドラン
プ。
2. The metal halide of sodium is sodium iodide (NaI), and the content of the sodium bromide (NaBr) with respect to the sodium iodide is NaBr / NaI = 0.02 to 0.03 by mass ratio. The metal halide lamp according to claim 1, wherein the range is 10.
【請求項3】 前記発光管の管壁負荷(we)が、18
〜25W/cm2 の範囲であることを特徴とする請求項
1又は2に記載のメタルハライドランプ。
3. The tube wall load (we) of the arc tube is 18
The metal halide lamp according to claim 1 or 2, wherein the content is in the range of 25 W / cm 2 .
JP2001193221A 2001-06-26 2001-06-26 Metal halide lamp Pending JP2003016997A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001193221A JP2003016997A (en) 2001-06-26 2001-06-26 Metal halide lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001193221A JP2003016997A (en) 2001-06-26 2001-06-26 Metal halide lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003016997A true JP2003016997A (en) 2003-01-17

Family

ID=19031551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001193221A Pending JP2003016997A (en) 2001-06-26 2001-06-26 Metal halide lamp

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003016997A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8705333B2 (en) 2007-08-30 2014-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Super-resolution optical recording medium on which information is recorded using train of prepits, optical recording medium reproduction device, and control method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8705333B2 (en) 2007-08-30 2014-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Super-resolution optical recording medium on which information is recorded using train of prepits, optical recording medium reproduction device, and control method
US8867328B2 (en) 2007-08-30 2014-10-21 Sharp Kabushiki Kaisha Optical recording medium on which information is recorded using train of prepits, and method for reproducing optical recording medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6265827B1 (en) Mercury-free metal halide lamp
US3654506A (en) High pressure mercury vapor discharge lamp with metal halide additive
US4020377A (en) High pressure mercury vapor discharge lamp
JP2003168391A (en) Mercury-free arc tube for discharge lamp device
JPH0697603B2 (en) Noble gas discharge lamp
JP2003016998A (en) Metal halide lamp
JP3921975B2 (en) Metal halide lamp
JP2775694B2 (en) Discharge lamp
US7786674B2 (en) Quartz metal halide lamp with improved lumen maintenance
EP1032010A1 (en) Anhydrous silver halide lamp
JP3388539B2 (en) Mercury-free metal halide lamp
JP3981301B2 (en) Metal halide lamp
JP3293499B2 (en) High pressure discharge lamp
JP3925249B2 (en) Metal halide lamp
EP1058289B1 (en) Mercury-free metal halide arc vessel and lamp
JP2006221928A (en) High-pressure discharge lamp
JP2003016997A (en) Metal halide lamp
JP2001185079A (en) High pressure mercury lamp for reduced sensitivity to fluctuations of actuation parameter
US6653801B1 (en) Mercury-free metal-halide lamp
JPH05334992A (en) Metallic vapor electric discharge lamp
JP3127608B2 (en) Metal halide lamp and method of manufacturing the same
JP3353687B2 (en) Ceramic discharge lamp
JPH07282774A (en) Metal halide lamp
JPH07245083A (en) Metal halide lamp
JP2007134086A (en) High-pressure discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040609

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050303