JP3701060B2 - High pressure discharge lamp - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧放電ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプでは、キセノンガス等の始動用希ガスを発光管内に封入し、その封入圧を高くすることにより効率を向上させている。高圧放電ランプは始動電圧が高いため、例えば図4に示すように、バイメタルスイッチ12と加熱用抵抗体13の直列回路で構成された始動器14が発光管1と並列に接続され、外管4内に収容されている。始動器14では、加熱用抵抗体13が赤熱することによりバイメタルスイッチ12を加熱し、バイメタルスイッチ12の開放により安定器10に流れていた電流を急激に遮断し、パルス電圧を発生させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高圧放電ランプでは、放電ランプの寿命末期において発光管の始動電圧が著しく上昇した場合や、外部からの機械的衝撃等の何らかの理由により発光管への接続が切断された場合、発光管が始動せず、始動ユニットに電源電圧の印加が続き、パルス電圧が発生し続ける。このような状態で電源スイッチを投入したまま放置すると、パルス電圧の継続した印加により安定器の寿命を短縮したり、安定器とランプとの間の配線の絶縁低下を引き起こすおそれがある。
【0004】
本発明は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、発光管が何らかの理由で始動しない場合にパルス電圧を発生させない、安全性の高い高圧放電ランプを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の高圧放電ランプは、グロースタータ、抵抗発熱体及び常閉の熱応動スイッチを含む直列回路を発光管に並列に接続し、外管内に収容し、前記発光管の放電開始後は、前記発光管からの熱によって前記熱応動スイッチが開放され、前記発光管が不動作の場合に、前記抵抗発熱体の熱により前記グロースタータの接点が閉成し、かつ前記熱応動スイッチは閉成を保持する高圧放電ランプであって、前記熱応動スイッチのスイッチング温度が100〜350℃の範囲内であり、前記抵抗発熱体と前記熱応動スイッチとの間における、前記抵抗発熱体からの熱を妨げて前記熱応動スイッチが熱を受け難くする位置であって、前記発光管が不動作の場合に前記抵抗発熱体からの熱で温度が150℃以上となる位置に前記グロースタータを設置したものである。
上記構成において、前記抵抗発熱体はセラミックヒーターであることが好ましい。
また、上記構成において、前記抵抗発熱体の冷抵抗値が100Ω〜500Ωであることが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の高圧放電ランプについて、図面を参照しつつ説明する。図1は第1の実施例の高圧放電ランプの回路構成を示す模式図であり、図2は高圧放電ランプの要部の構成を示す正面図である。
【0007】
図1に示すように、本発明の高圧放電ランプでは、始動器2及び熱応動スイッチ3で構成された直列回路が発光管1の両電極1aと1bの間に並列に接続され、外管4内に収納されている。高圧放電ランプが高圧ナトリウムランプの場合、一般に外管4内は高真空に維持されている。一方、高圧放電ランプがメタルハライドランプの場合、外管4内に窒素等の不活性ガスが封入されることもある。発光管1の一方の電極1aは、始動補助用熱応動スイッチ6を介して始動補助導体5に接続されている。始動補助導体5は、発光管1の外面に沿って巻回され、発光管1に近接して設けられている。発光管1の両電極1a及び1bは、安定器10を介して電源11に接続されている。
【0008】
始動器2は、グロースタータ7とグロースタータ7に流れる電流を制限するための抵抗発熱体8との直列回路で構成されている。熱応動スイッチ3は、発光管1の放電開始後に始動器2への電流の供給を停止するものである。熱応動スイッチ3の復帰時間は、ランプの再始動時、すなわち、ランプへの電流が遮断され再度投入された時の点灯を確実にするため、始動補助用熱応動スイッチ6の復帰時間よりも長くなるように設定されている。始動器2と熱応動スイッチ3の配置を図2に示す。図2に示すように、抵抗発熱体8にグロースタータ7が当接し、熱応動スイッチ3は抵抗発熱体8からの熱を受けにくくなるよう、グロースタータ7上方に配置されている。
【0009】
次に、補助電極を有する発光管1を用いた場合の構成例を図3に示す。図1に示す構成例とは、始動補助導体5及び始動補助用熱応動スイッチ6が設けられていない点と、補助電極への電流を抑制するための抵抗体9が、発光管1の電極1bと、始動器2と熱応動スイッチ3との接続点との間に設けられている点が異なる。
【0010】
次に、本発明の高圧ナトリウムランプを、誘導性を有する安定器10及び電源11を用いて点灯する場合の動作について説明する。まず、上記いずれかの構成を有する高圧ナトリウムランプに安定器10を介して電源電圧を印加すると、始動器2に電流が流れる。始動器2のグロースタータ7が開閉動作を行うことにより、安定器10に流れていた電流の急激な変化が起こり、安定器10にパルス電圧が誘起される。そして、このパルス電圧と発光管1の外面に設けられた始動補助導体5の始動補助効果により、発光管1の放電が開始する。放電開始後は、発光管1からの熱によって、始動補助用熱応動スイッチ6と熱応動スイッチ3が開放され、始動補助導体5と始動器2への電圧印加が停止される。
【0011】
発光管1が正常に動作する状態においては、電源電圧を印加してから発光管1の放電が開始するまでの時間は長くても数秒間であり、この期間中の抵抗発熱体8による加熱を受けてもグロースタータ7は閉路温度までには到達しない。ところが、ランプの寿命末期において発光管1の始動電圧が著しく上昇したり、外部からの機械的衝撃により発光管1への電流供給線の一部が切断される等のトラブルにより、発光管1が始動不能の状態になった場合、電源電圧を印加しても発光管1は放電を開始せず、グロースタータ7が開閉動作を続け、始動器2の回路には断続的に電流が流れ続け、抵抗発熱体8の温度が上昇していく。これにより、グロースタータ7が加熱される。グロースタータの温度が、グロースタータ7に付設してある接点の閉成温度を越えると、グロースタータ7が常時閉路する。そのため、電流の急激な変化がなくなり、安定器10によるパルス電圧の発生が停止する。
【0012】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。図1に示す回路構成を図2のように配置し、220Wの高圧ナトリウムランプを作成した。発光管1の寸法は外径9mm、電極間距離58mmである。グロースタータ7の接点の閉成温度は約100℃、バルブの耐熱温度は約550℃である。グロースタータ7に直列に接続する抵抗発熱体8として、1辺が30mmの正方形のセラミックヒーターを用いた。セラミックヒーターの室温での抵抗値は約100Ωであり、約500℃の飽和温度時での抵抗値は約500Ωであった。また、これらの部品で構成した始動器2に直列に接続する熱応動スイッチ3として、開路温度が約200℃のバイメタルスイッチを用いた。
【0013】
ここでは抵抗発熱体8の冷抵抗値を約100Ωとしたが、もし冷抵抗値が100Ω以下の場合、始動器2に流れる電流が大きいために、グロースタータ7の劣化が非常に早くなる。一方、500Ω以上の場合、始動器2に流れる電流が小さいために、発光管1を始動させるのに十分なパルス電圧が得られない。そのため、実用上は約100〜500Ωの範囲が適当である。
【0014】
さらに、熱応動スイッチ3の開路温度を約200℃としたが、実際にランプを使用する場合の周囲温度は、最高でもせいぜい50℃程度であり、この場合に熱応動スイッチ3が確実に閉路している必要がある。また、ランプ点灯時の光放射を妨げることがないように、熱応動スイッチ3を配置しなければならない。さらに、ランプ点灯時に始動器2への電流供給を停止するため、熱応動スイッチ3を確実に開路させる必要がある。これらを考慮に入れると、実用上は約100〜350℃の範囲内にあれば十分である。
【0015】
グロースタータ7の接点間隔を広げることにより、接点の動作温度を上昇させ、高いパルス電圧を得ることができる。しかし、それに伴って、グロースタータ7の動作電圧の上昇や、性能の低下が起こる。このため、接点の動作温度を、実用上において最適の約100℃にしている。この接点を確実に閉路させるためには、グロースタータ7を、温度が150℃以上になる位置に設置すればよい。
【0016】
上記仕様で製作した高圧ナトリウムランプを、250Wの高圧水銀灯用安定器を介して200Vの交流電源に接続したところ、先に述べた過程を経て、電源を投入してから数秒間で発光管1が正常に始動し、安定点灯状態に移行した。次に、発光管1が始動不能になった状態での実験を行うために、ランプを消灯して冷却後に、レーザー光線を利用して、外管4を破壊することなく外管4内で発光管1への電流供給線を切断し、発光管1を始動不能の状態とした。この状態で電源電圧を印加すると、始動器2に電流が流れ続け、セラミックヒーターの温度が急速に上昇し、約30秒後にグロースタータ7の接点が閉成してパルス電圧の発生が停止した。すなわち、本発明の高圧放電ランプは、所期の目的どうりに作動することが確認された。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外管内に、発光管と共に、グロースタータ、抵抗発熱体及び常閉の熱応動スイッチを含む直列体を発光管に並列に接続して収容したので、万一、ランプの寿命末期に発光管の始動電圧が著しく上昇したり、外部からの機械的衝撃で発光管への電流供給線の一部が切断される等のアクシデントにより発光管が始動不能の状態になった場合でも、抵抗発熱体の熱によりグロースタータが閉路し、かつ熱応動スイッチも閉成しているので、電流の急激な変化がなくなり、安定器によるパルス電圧の発生が停止する。その結果、安定器や点灯回路配線の絶縁低下を防止することができ、安全性の高い高圧放電ランプが得られる。
【0018】
また、熱応動スイッチのスイッチング温度を100〜350℃の範囲内とし、抵抗発熱体からの熱で温度が150℃以上となる位置にグロースタータを設置することにより、グロースタータが閉路する際に、熱応動スイッチを確実に閉路させることができる。また、ランプ点灯時に始動器への電流供給を停止するため、熱応動スイッチを確実に開路させることができる。
【0019】
また、抵抗発熱体をセラミックヒーターとすることにより、室温で約100Ω、約500℃の飽和温度時で約500Ωの抵抗値が得られる。また、抵抗発熱体を小型にすることができ、ランプ点灯時の光放射を妨げることもない。また、抵抗発熱体の冷抵抗値を100〜500Ωの範囲とすることにより、発光管を始動させるのに十分なパルス電圧が得られると共に、グロースタータを急激に劣化させることもない。さらに、抵抗発熱体と熱応動スイッチとの間にグロースタータを配置することにより、グロ−スタ−タが抵抗発熱体からの熱を妨げるために、熱応動スイッチが熱を受けにくくなり、常閉の状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高圧放電ランプの一実施例の回路構成を示す模式図
【図2】本発明の高圧放電ランプの一実施例における要部の部品配置を示す正面図
【図3】本発明の高圧放電ランプの他の実施例の回路構成を示す模式図
【図4】従来の高圧放電ランプの回路構成を示す模式図
【符号の説明】
1 :発光管
2 :始動器
3 :熱応動スイッチ
4 :外管
5 :始動補助導体
6 :始動補助用熱応動スイッチ
7 :グロースタータ
8 :抵抗発熱体
9 :抵抗体
10 :安定器
11 :電源
12 :バイメタルスイッチ
13 :加熱用抵抗体
14 :始動器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high pressure discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a high-pressure discharge lamp such as a high-pressure sodium lamp, the efficiency is improved by enclosing a starting rare gas such as xenon gas in an arc tube and increasing the sealing pressure. Since the starting voltage of the high-pressure discharge lamp is high, for example, as shown in FIG. 4, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional high-pressure discharge lamp, when the starting voltage of the arc tube is significantly increased at the end of the life of the discharge lamp, or when the connection to the arc tube is cut for some reason such as mechanical shock from the outside, the arc tube Does not start, the power supply voltage continues to be applied to the starting unit, and the pulse voltage continues to be generated. If the power switch is left turned on in such a state, the life of the ballast may be shortened by continuously applying the pulse voltage, or the insulation of the wiring between the ballast and the lamp may be lowered.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to provide a high-safety high-pressure discharge lamp that does not generate a pulse voltage when the arc tube does not start for some reason. It is said.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a high-pressure discharge lamp according to the present invention includes a series circuit including a glow starter, a resistance heating element, and a normally closed thermal responsive switch connected in parallel to an arc tube and accommodated in an outer tube. After the start of the discharge, the heat responsive switch is opened by heat from the arc tube, and when the arc tube is inoperative, the contact of the glow starter is closed by the heat of the resistance heating element, and thermo-switch is a high-pressure discharge lamp for holding the closing switching temperature of the heat-switch is in the range of 100 to 350 ° C., in between the heat-actuated switch and the resistance heating element, the resistance thermally the heat-switch hinders from the heating element is at a position of less susceptible to heat, prior to the heat temperature is 0.99 ° C. or more positions from the resistance heating element when the arc tube is inoperative It is obtained by installing the glow starter.
In the above configuration, the resistance heating element is preferably a ceramic heater.
In the above configuration, the resistance heating element preferably has a cold resistance value of 100Ω to 500Ω.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high-pressure discharge lamp of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a high-pressure discharge lamp according to a first embodiment, and FIG. 2 is a front view showing a configuration of a main part of the high-pressure discharge lamp.
[0007]
As shown in FIG. 1, in the high-pressure discharge lamp of the present invention, a series circuit composed of a
[0008]
The
[0009]
Next, FIG. 3 shows a configuration example when the
[0010]
Next, the operation when the high pressure sodium lamp of the present invention is lit using the
[0011]
In a state in which the
[0012]
【Example】
Next, specific examples of the present invention will be described. The circuit configuration shown in FIG. 1 was arranged as shown in FIG. 2 to produce a 220 W high pressure sodium lamp. The dimensions of the
[0013]
Here, the cold resistance value of the
[0014]
Furthermore, although the open circuit temperature of the heat
[0015]
By widening the contact interval of the
[0016]
When the high-pressure sodium lamp manufactured according to the above specifications was connected to a 200 V AC power source via a 250 W high-pressure mercury lamp ballast, the
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the outer tube, together with the arc tube, a series body including a glow starter, a resistance heating element, and a normally closed thermally responsive switch is connected and accommodated in parallel to the arc tube. In the unlikely event that the starting voltage of the arc tube rises significantly at the end of the lamp's life, or an accident such as the disconnection of a part of the current supply line to the arc tube due to an external mechanical shock, the arc tube cannot be started. Even in this state, since the glow starter is closed by the heat of the resistance heating element and the thermal responsive switch is also closed, there is no sudden change in current, and generation of the pulse voltage by the ballast stops. As a result, it is possible to prevent the insulation of the ballast and the lighting circuit wiring from being lowered, and a high-safety high-pressure discharge lamp can be obtained.
[0018]
Further, when the glow starter is closed by setting the switching temperature of the heat responsive switch within the range of 100 to 350 ° C. and installing the glow starter at a position where the temperature becomes 150 ° C. or more by the heat from the resistance heating element, The heat responsive switch can be closed reliably. In addition, since the current supply to the starter is stopped when the lamp is lit, the heat responsive switch can be reliably opened.
[0019]
Moreover, by using a ceramic heater as the resistance heating element, a resistance value of about 100Ω at room temperature and a saturation value of about 500Ω at a saturation temperature of about 500 ° C. can be obtained. In addition, the resistance heating element can be reduced in size and does not hinder light emission when the lamp is turned on. Further, by setting the cold resistance value of the resistance heating element in the range of 100 to 500Ω, a pulse voltage sufficient to start the arc tube can be obtained, and the glow starter is not rapidly deteriorated. In addition, by placing a glow starter between the resistance heating element and the thermal activation switch, the glow starter prevents heat from the resistance heating element, making the thermal activation switch less susceptible to heat and being normally closed. Can keep the state of.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a circuit configuration of an embodiment of a high-pressure discharge lamp according to the present invention. FIG. 2 is a front view showing an arrangement of main components in an embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing the circuit configuration of another embodiment of the high-pressure discharge lamp of the invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing the circuit configuration of a conventional high-pressure discharge lamp.
1: Arc tube 2: Starter 3: Thermally responsive switch 4: Outer tube 5: Starter auxiliary conductor 6: Starter auxiliary thermally responsive switch 7: Glow starter 8: Resistance heating element 9: Resistor 10: Ballast 11: Power supply 12: Bimetal switch 13: Heating resistor 14: Starter
Claims (3)
前記熱応動スイッチのスイッチング温度が100〜350℃の範囲内であり、
前記抵抗発熱体と前記熱応動スイッチとの間における、前記抵抗発熱体からの熱を妨げて前記熱応動スイッチが熱を受け難くする位置であって、前記発光管が不動作の場合に前記抵抗発熱体からの熱で温度が150℃以上となる位置に前記グロースタータを設置した高圧放電ランプ。A series circuit including a glow starter, a resistance heating element, and a normally closed thermally responsive switch is connected in parallel to the arc tube, accommodated in the outer tube, and after the discharge of the arc tube is started, the heat is generated by the heat from the arc tube. When the responsive switch is opened and the arc tube is inoperative, the contact of the glow starter is closed by the heat of the resistance heating element, and the thermal responsive switch is a high pressure discharge lamp that is kept closed. ,
The switching temperature of the thermally responsive switch is in the range of 100-350 ° C;
A position between the resistance heating element and the heat responsive switch that prevents heat from the resistance heating element and makes the heat responsive switch difficult to receive heat, and the resistance when the arc tube is inoperative. A high-pressure discharge lamp in which the glow starter is installed at a position where the temperature becomes 150 ° C. or higher due to heat from a heating element.
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