JP2002530808A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯Info
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Abstract
Description
圧水銀蒸気放電灯に関するものである。
ための主要な成分を構成する。発光材料(例えば、発光粉末)を含む発光層は、
UVを他の波長、例えば、肌を焼くため(サンパネルランプ)のUV−B及びU
V−A又は一般的な照明用の可視光に変換するために放電容器の内壁に存在する
。したがって、そのような放電灯は発光灯とも称される。低圧水銀蒸気放電灯の
放電容器は、通常円形であり、細長くコンパクトな形態を有する。一般に、コン
パクトな発光放電灯の管状放電容器は、比較的小さい径の比較的短い直線部の集
合を具え、直線部を、ブリッジ部によって又は折り曲げ部を通じて互いに接続し
ている。コンパクトな発光放電灯には通常(一体の)口金が設けられている。
じられ、その部分には、放電灯点灯中に放電空間に存在する放電が接触する。水
銀及びガラスの相互作用によって形成される黒ずみは不所望なものであり、光出
力が低下するだけでなく、放電灯の外観が悪化する。その理由は、特に、黒ずみ
が例えば暗いしみすなわち斑点の形態で不規則に出現するからである。冒頭で説
明した酸化物を使用することによって、放電容器の内壁の黒ずみ及び変色を最小
限にしている。
7号から既知である。既知の放電灯において、上記酸化物は、放電容器の内壁上
に薄膜として設けられている。上記酸化物の既知の透明層は、無色であり、UV
放射又は可視光をほとんど吸収せず、かつ、光及び放射透過の要求を満足する。
ある。その結果、既知の放電灯の寿命を十分長くするためには比較的多くの水銀
を必要とする。寿命の終了後に不適切な処理を行うと、環境に対して有害なもの
となる。
圧水銀蒸気放電灯を提供することである。
類金属及び/又はスカンジウム、イットリウム又は他の希土類金属のボラート及
び/又はホフファートを更に含むことを特徴とするものである。
む層は、点灯中に低圧水銀蒸気放電灯の放電容器に広がる水銀−希ガス雰囲気の
影響に対して非常に良好な耐性を示す。本発明による透明層を設けた低圧水銀蒸
気放電灯の水銀消費量は、既知の低圧水銀蒸気放電灯の透明層の場合に比べて著
しく少なくなる。例えば、本発明による透明層を設けた低圧水銀蒸気放電灯を、
酸化物を含む透明層を設けた既知の低圧水銀蒸気放電灯と比較する。数千時間の
点灯後、本発明による透明層を有する場合の水銀の消費量は既知の透明層を有す
る場合に比べて1/2となる。そのような効果は、低圧水銀蒸気放電灯の(管状
)放電容器の直線部と折り曲げ部の両方において発生する。放電灯の折り曲げ部
は、例えばフック形状の低圧水銀蒸気放電灯において用いられる。本発明は、折
り曲げ部を有する(コンパクトな)発光放電灯に特に適切である。
、低圧水銀蒸気放電灯の放電容器の内壁の上に非常に薄く、制限され、かつ、均
一な透明層として容易に設けることができる。これは、例えば、乾燥及び焼結(s
intering)後に所望の層を取得する間、適切な金属-有機化合物(例えば、アセト
ンや、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム又は酢酸バリウムを混合した酢酸ス
カンジウム、酢酸イットリウム、酢酸ランタン又は酢酸ガドリニウムのような酢
酸)又は水で希釈したホウ酸若しくはリン酸の混合物の溶液で放電容器をすすぐ
ことによって行われる。
うな層が254nm(放電容器において、水銀は、特に254nmの波長で共振
放射を発生させる。)周辺の波長範囲で比較的高い反射率を有することである。
透明層が、放電容器の内壁の反射率に比べて高い反射率を有する場合、そのよう
な層の厚さを、好適にはその波長における反射率が最高になるように選択する。
そのような透明層を使用することによって、低圧水銀蒸発放電灯の最初の光出力
が増大する。
ストロンチウム及び/又はバリウムのボラート及び/又はホスファートを具える
。そのような透明層は、可視光に対して比較的高い透過率を有する。さらに、ほ
う酸カルシウム、ほう酸ストロンチウム、ほう酸バリウム、りん酸カルシウム、
りん酸ストロンチウム又はりん酸バリウムを含む透明層を有する低圧水銀蒸気放
電灯は良好なメンテナンスを有する。
、セリウム及び/又はガドリニウムのボラート及び/又はホフファートを含む。
そのような透明層は、紫外放射及び可視光に対して比較的高い透過率を有する。
さらに、ほう酸ランタン、ほう酸ガドリニウム、りん酸セリウム又はりん酸ガド
リニウムを含む透明層は、放電容器の内壁に対して優れた接着力を有する。さら
に、この層を、(例えば、ほう酸又は希釈したりん酸を混合した酢酸ランタン、
酢酸セリウム、酢酸ガドリニウムを用いて)比較的簡単に設けることができ、そ
れは、特に、低圧水銀蒸気放電灯を大量生産する際のコスト削減に有効である。
トを含む低圧水銀蒸気放電灯を使用する際の他の利点は、そのような層が254
nm周辺の波長範囲において比較的高い反射率を有することである。そのような
高い反射率の透明層を使用するとともにそのような層の厚さを最適にすることに
よって、最初の光出力が増大する低圧水銀蒸気放電灯が得られる。そのような層
を、例えば(殺菌放電灯と称される)放射のための低圧水銀蒸気放電灯において
特に有効に用いることができる。
はガドリニウムの酸化物を含む。そのような透明層は、紫外放射及び可視光に対
して高い透過率を有する。さらに、そのような酸化物を含む層は、ほとんど吸湿
性がなく、かつ、放電容器の内壁に対して良好な接着力を有する。さらに、層を
、(例えば、酢酸イットリウム又は酢酸ガドリニウム)を用いて比較的容易に設
けることができ、それはコスト削減に有効である。
さを有する。層の厚さが200nmを超えると、放電空間に発生した放射の吸収
が非常に多くなる。層の厚さが5nm未満になると、放電と放電容器の壁部との
間に相互作用が生じる。少なくともほぼ90nmの厚さの層が特に適切である。
そのような層の厚さでは、透明層は、254nm周辺の波長範囲で比較的高い反
射率を有する。
明層の一方の側に発光材料の層を設けたことを特徴とする。本発明による透明層
を有する低圧水銀蒸気放電灯を使用することの利点は、発光材料(例えば、発光
粉末)を含む発光層が既知の低圧水銀蒸気放電灯の透明層に比べて高い接着力の
透明層を有することである。
ために著しく誇張して示している。図面中の同様な構成要素にはできる限り同一
の参照番号を付している。
射性−透過性の放電容器10を設けた低圧水銀蒸気放電灯を示す。放電容器10
を、約10mmの(有効)内径Dを有する少なくともほぼ円形断面を有する(チ
ョーク)ガラス管とする。本実施の形態では、ガラス管をフック形状に折り曲げ
、ガラス管は、四つの直線部31,33,35及び37と、三つの折り曲げ部3
2,34及び36とを有する。図1Bは、図1Aに示すような低圧水銀蒸気放電
灯の細部の断面である。放電容器10の内面12に、本発明による透明層16及
び発光層17を設ける。放電管10はハウジング70によって支持され、ハウジ
ング70は口金71も支持する。本実施の形態では、放電空間11は、水銀だけ
でなく、希ガス、アルゴンも含む。放電空間11のみが水銀を含むのではなく、
水銀は、合金(例えば、ビスマス−錫、ビスマス−錫−鉛)とともにアマルガム
の形態で蒸気圧制御部20の中に存在し、本実施の形態では、水銀の3重量%に
相当する50mgのアマルガムを含む。放電を維持する手段40を、放電空間1
1に配置した電極対41a;41bによって構成する。電極対41a;41bに
、電子放出材料(この場合、酸化バリウム、酸化カルシウム及び酸化ストロンチ
ウムの混合物)を被覆したタングステンを巻回する。各電極41a;41bは、
放電容器10の(窪み)を有する端部14a;14bによって支持される。電流
供給導体50a,50a’;50b,50b’は、電極対41a,41bから放
電容器10の端部14a;14bを経て外部に延在する。電流供給導体50a,
50a’;50b,50b’を(図示しない)電源に接続し、その電源は、ハウ
ジング70に組み込まれるとともに、口金71上の電気的及び機械的なコンタク
ト部に電気的に接続する。
、水銀及び希ガスを含む放電空間111を気密に包囲した放電容器100を設け
られている。この場合、放電容器は、400Paの充填圧のアルゴン75容量%
及びネオン25容量%の混合物を有する。放電容器100を、全長が約46cm
であるとともに内径が約10mmである三つのU字形状セグメント132,13
4,136を有するチョークガラスの透光性管状部によって構成し、それは、端
部114a;114bによって封止されている。セグメント132,134,1
36は、チャネル161,162によって相互接続される。管状部の内面には、
透明層116及び発光層117が設けられている。放電容器10は、約36cm 3 の容積Vを有する。電流供給導体150a,150a’;150b,150b
’は、各端部114a;114bを通じて、放電空間111に配置した電極14
1a;141bの各々まで延在する。
ために、種々の濃度のMe(AC)2溶液(この場合、Me=Sr又はBa)及
びH3BO3を、種々の濃度のY(AC)3(酢酸イットリウム)を含む溶液に
加える。Me(AC)2とH3BO3との間のモル比を一定に維持する。比較の
ために、Y(AC)31.25重量%も調合する。すすぎ及び乾燥後、管状放電
容器に、過剰の上記溶液を流すことによってコーティングを設ける。コーティン
グ後、放電容器を、約70℃の温度の空気中で乾燥する。次いで、3種類の既知
の蛍光体、すなわち、テルビウム活性リン酸セリウムマグネシウム(terbium-act
ivated cerium magnesium aluminate)を含む緑色発光材料、2価ユーロピウム活
性リン酸バリウムマグネシウム(bivalent europium-activated barium magnesiu
m aluminate)を含む青色発光材料及び3価ユーロピウム活性酸化イットリウム(t
rivalent europium-activated yttrium oxide)を含む赤色発光材料を有する蛍光
コーティングを設ける。コーティング後、放電容器を、直線部31,33,35
及び37並びに折り曲げ部32,34及び36(図1A参照)を有する既知のフ
ック形状に折り曲げる。次いで、複数の放電容器を、既知の方法で低圧水銀蒸気
放電灯に組み立てる。
ラッパテスト」(clapper test)と称されるテストを用いて検査した。その結果を
表1に示す。
フなし」(顕著な接着)から10=「完全な(all)パウダーオフ」(接着なし)
までの範囲のスケールを有する。1行目は、放電容器の内壁に直接設けた発光層
の結果を示す。2行目は、既知の放電灯の透明層の結果を示す。表1の3行目及
び4行目は、本発明による低圧水銀蒸気放電灯の(互いに相違するY(Ac)3 濃度の)2個の透明層の結果を示す。表1は、本発明による透明層に対する発光
層の接着がコーティングなしの放電灯の接着以上となり、かつ、既知の放電灯の
透明層に対する蛍光層の接着に比べて著しく優れていることを示す。 表2は、メンテナンステストの結果を示す。
コーティングを有しない放電灯に比べて向上していることを示す。Sr(Ac) 2 の代わりにBa(AC)2を透明層に対する前駆(precursor)として使用した
比較テストは、その放電灯のメンテナンスが既知の放電灯のメンテナンスに匹敵
することを示すが、本発明によるBaを添加した放電灯は、透明層に対する発光
層の優れた接着を有する。
果の例示を示す。表3の例は、Srを含む透明層を有する図1A及び1Bに示す
ような低圧水銀蒸気放電灯に関するものであり、この場合、管状放電容器は、四
つの直線部31,33,35及び37と、三つの折り曲げ部32,34及び36
とを有する。表3の第1列の数字は、関連の直線部及び折り曲げ部に対応する。
透明層の(μgHgの)水銀含有量は、数千時間の点灯時間後に6個の放電灯を
破壊して測定した。水銀消費量に対する値は平均した。表3は、電極及び/又は
アマルガムの周辺の水銀消費量の測定結果を表さない。
,36における水銀消費量が透明層を有しない放電灯又は既知の放電灯に比べて
著しく少ないことを示す。概して、水銀消費量は、透明層を有しない放電灯から
既知のY2O3透明層を設けた放電灯になると2倍に向上し、既知のY2O3透
明層を設けた放電灯から本発明による放電灯になると更に2倍向上する。本発明
によれば、水銀消費量は、放電容器の折り曲げ部32,34,36において特に
向上している。放電容器が折り曲げ中に約30%伸ばされるために比較的厚い透
明層を用いる場合、向上が顕著になり、その結果、透明層を、放電容器の直線部
31,33,35,37に比べて折り曲げ部32,34,36において肉薄にす
る。本発明による透明層を設けた低圧水銀蒸気放電灯は、通常の要求(x≒0.
31,y≒0.32)を満足する。
可能である。
図1Aに示したような低圧水銀蒸気放電灯の細部の断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 放電容器を具え、 その放電容器が、水銀及び希ガスを充填した放電空間を気密に包囲し、 前記放電容器の内壁の少なくとも一部が透明層を有し、 その透明層が、スカンジウム、イットリウム又は希土類金属の酸化物を含む低
圧水銀蒸気放電灯において、 前記透明層が、アルカリ土類金属及び/又はスカンジウム、イットリウム又は
他の希土類金属のボラート及び/又はホフファートを更に含むことを特徴とする
低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項2】 前記アルカリ土類金属を、カルシウム、ストロンチウム及び/又
はバリウムとしたことを特徴とする請求項1記載の低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項3】 前記他の希土類金属を、ランタン、セリウム及び/又はガドリニ
ウムとしたことを特徴とする請求項1記載の低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項4】 前記酸化物を、酸化イットリウム又は酸化ガドリニウムとしたこ
とを特徴とする請求項2又は3記載の低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項5】 前記透明層が、5nm−200nmの厚さを有することを特徴と
する請求項1,2又は3記載の低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項6】 前記放電空間に対向する透明層の一方の側に発光材料の層を設け
たことを特徴とする請求項1,2又は3記載の低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項7】 前記発光材料が、テルビウム活性リン酸セリウムマグネシウムを
含む緑色発光材料、2価ユーロピウム活性リン酸バリウムマグネシウムを含む青
色発光材料及び3価ユーロピウム活性酸化イットリウムを含む赤色発光材料の混
合物を有することを特徴とする請求項6記載の低圧水銀蒸気放電灯。
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