JPH0554863A - 高圧金属蒸気放電灯および高圧金属蒸気放電灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構成が簡単で小形化が可能になり、始動時の光
束立上り時間が短くなる高圧金属蒸気放電灯を提供す
る。 【構成】一対の主電極４、４を封装した発光管１に発光
金属を封入した高圧金属蒸気放電灯において、上記発光
管１に、消灯時に封入金属が集まる封入金属溜り部８を
形成し、この封入金属溜り部８に始動時に封入金属を加
熱して蒸発を促す加熱手段９を設けたことを特徴とする 【作用】ランプの始動時に始動加熱手段が封入金属溜り
部の封入金属を加熱して蒸発を促すので、光束立上り時
間が短くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、始動特性を改善した高
圧金属蒸気放電灯および高圧金属蒸気放電灯装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高圧水銀ランプなどのような高圧金属蒸
気放電灯は、高効率であるため、道路、広場、球場など
のような広域照明に広く使用されている。

【０００３】しかしながら、一般に高圧金属蒸気放電灯
は、電源電圧を投入して瞬時に定常の光束が得られるも
のではなく、始動時の光束立上がりに所定の時間を要す
る。つまり、例えば高圧水銀ランプの場合、発光管内に
水銀とアルゴンなどの希ガスを封入してあるが、ランプ
の消灯時には温度が低いので上記水銀が最冷部に凝集し
て固体状になっている。したがって、主電極間に始動電
圧を印加して放電を発生させ、この放電の熱により発光
管バルブが暖まってくると、上記固体状の封入金属が次
第に加熱されて蒸発される。そして、この金属蒸気が上
記放電により電離および励起されて光を発するようにな
る。

【０００４】このため、スイッチオンの時点から、定常
時の全光束を得るまでに５〜１０数分を要し、つまり始
動立上り時間が長くなる欠点があり、このような特性を
もつため用途が制限される不具合がある。

【０００５】このような始動特性を改善するため従来、
例えば実開昭６２−６７４６０号などに示されているよ
うに、発光管の近傍に電熱ヒータを並設する手段が提案
されている。

【０００６】このものは、点灯前に予め電熱ヒータに通
電しておいてこれを発熱させることによって発光管を暖
めておき、したがって発光管内では封入金属が蒸発され
て蒸気圧が上昇されており、上記発光管の主電極間で放
電を開始させた場合には既に蒸発されている発光金属が
瞬時に電離および励起されて発光し、よって短時間に全
光束を得ることができるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の場合は、発光管の近傍に電熱ヒータを並設する構造
であるため発光管とは別個の電熱ヒータが必要となり、
部品点数が増し、組み立てに手間を要するとともに、外
管に収容する場合は外管を大きく構成する必要があり、
ランプの小形化が不可能になる。

【０００８】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、構成が簡単で小形
化が可能になり、しかも光束立上り時間を短縮すること
ができる高圧金属蒸気放電灯および高圧金属蒸気放電灯
装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の高圧金属蒸気放
電灯は、上記の目的を達成するために、一対の主電極を
封装した発光管に発光金属を封入し、この発光管に、消
灯時に封入金属が集まる封入金属溜り部を形成し、この
封入金属溜り部に始動時に封入金属を加熱して蒸発を促
す加熱手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の高圧金属蒸気放電灯装置
は、一対の主電極を封装した発光管に発光金属を封入
し、この発光管に、消灯時に封入金属が集まる封入金属
溜り部を形成し、この封入金属溜り部に始動時に封入金
属を加熱して蒸発を促す加熱手段を設けた高圧金属蒸気
放電灯と、始動時に上記主電極および始動加熱手段に通
電してこれら主電極間で放電を開始させるとともに始動
加熱手段により封入金属溜り部の封入金属を加熱して蒸
発させ、所定時間経過後には上記始動加熱手段への通電
を停止して主電極間の放電のみを維持するように制御す
る点灯回路装置と、を具備したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の高圧金属蒸気放電灯および高圧金属蒸
気放電灯装置によれば、ランプの始動時に、始動加熱手
段に通電して封入金属溜り部の封入金属を加熱すること
によりこれを蒸発させ、その後主電極に通電して放電さ
せるようにすれば、既に金属蒸気圧が高くなっているの
で短時間に所定の光束が得られる。

【００１２】また、ランプの始動時に、主電極と始動加
熱手段に同時に通電し、主電極間の放電による発熱と、
始動加熱手段による封入金属溜り部の封入金属加熱作用
とにより封入金属を蒸発させ、これにより封入金属の蒸
気圧の上昇を促し短時間に所定の光束が得られる。

【００１３】

【実施例】以下本発明について、図１に示す第１の実施
例にもとづき説明する。図１は水平点灯式の高圧水銀ラ
ンプの発光管１と、点灯回路３０を示す。

【００１４】高圧水銀ランプの発光管１は、例えば石英
ガラスにより形成されており両端が圧潰封止されてい
る。これら封止部２、２には、それぞれ金属箔導体、例
えばモリブデン箔３、３が封着されており、これらモリ
ブデン箔３、３には定常放電用の主電極４、４が接続さ
れている。

【００１５】主電極４、４は、電極軸５の先端に電極コ
イル６を取付けて構成されている。これら主電極４、４
はバルブ１内に臨まされており、互い所定の電極間距離
を存して対向されている。また、上記モリブデン箔３、
３には外部リード線７、７が接続されており、これら外
部リード線７、７は封止部２、２から導出されている。

【００１６】上記発光管１には、水平方向の姿勢とした
場合に下側に位置する箇所に凹部が形成されており、こ
の凹部は点灯中に最冷部となるように形成されており、
ランプの消灯時には封入金属が凝集する溜り部８となっ
ている。

【００１７】この封入金属溜り部８には、始動加熱手段
として、一対の始動用加熱電極９、９が互いに対向して
設けられている。これら始動用加熱電極９、９はタング
ステンなどの棒状電極からなり、発光管１に封着された
モリブデン箔１０、１０を介して外部リード線１１、１
１に接続されている。このような発光管１内には、所定
量の水銀とアルゴンなどの希ガスが封入されている。な
お、このような発光管１は図示しない外管に収容して２
重管構造とする場合が多く、外管の内面にけい光体被膜
を形成してある。

【００１８】上記構造の発光管１は、例えば定格入力２
５０Ｗの場合、発光管１の長手方向（図示の左右方向）
内径が５０mm、短手方向（図示の上下方向）の内径が３
０mm、主電極４、４の電極間距離が２０mmとされてい
る。この発光管１内には、水銀が７０mg、アルゴンガス
が１５０Torr封入されている。そして、封入金属溜り部
８に設置した一対の始動用加熱電極９、９の先端間の距
離は２mmに設定されている。

【００１９】上記のようなランプは、点灯回路２０を介
して電源３０に接続されている。電源３０は商用電源で
あり、メインスイッチ２１および定常点灯用安定器２２
を介して主電極４、４に接続されている

【００２０】また、上記電源３０は、上記メインスイッ
チ２１および始動点灯用安定器２３ならびにタイマ２４
を介して始動用加熱電極９、９に接続されている。タイ
マ２４はスイッチオンの後、所定時間になると回路を開
いて始動用加熱電極９、９に通電するのを停止するもの
である。このような構成の高圧水銀ランプおよび点灯装
置２０の作用を説明する。メインスイッチ２１をオンす
ると、電源３０の電圧が主電極４、４および始動用加熱
電極９、９に同時に印加される。したがって、主電極
４、４間に放電が開始するとともに、始動用加熱電極
９、９間にも通電される。

【００２１】従来の場合は、主電極４、４間のみが放電
するため、ランプの消灯時に最冷部に凝集していた水銀
は、この主電極４、４間の放電による熱を輻射または管
壁を通じて受け、これにより蒸発させられていたので、
定常安定の全光束を得るまで、５〜１０数分を要してお
り、上記定格入力２５０Ｗの場合は、この光束立上り時
間は約７分位であった。

【００２２】これに対し、上記実施例の場合は、主電極
４、４間の放電と同時に始動用加熱電極９、９間に通電
がなされ、この始動用加熱電極９、９間の通電により封
入金属溜り部８に凝集している水銀を加熱する。

【００２３】すなわち、封入金属溜り部８に溜っている
水銀が両始動用加熱電極９、９に跨がって接触している
場合は、これら両始動用加熱電極９、９で放電すること
なく水銀を通じて電流が流れ、この電流により水銀が発
熱して蒸発する。

【００２４】また、封入金属溜り部８に溜っている水銀
が少なくて両始動用加熱電極９、９に接触していない場
合は、これら両始動用加熱電極９、９間、または水銀と
一方の始動用加熱電極９の間で放電し、この放電により
水銀が加熱されて蒸発する。したがって、本実施例の場
合は、主電極４、４間の放電により、最冷部としての封
入金属溜り部８に凝集している水銀が輻射熱または管壁
を通じて熱を受けると同時に、始動用加熱電極９、９間
の通電により封入金属溜り部８に凝集している水銀が加
熱され、よって蒸発が促される。

【００２５】つまり、本実施例の場合は、主電極の放電
と始動用加熱電極９、９間による加熱が同時に行われる
ので、封入金属溜り部８に溜っている水銀が速やかに蒸
発され、発光管１内の水銀蒸気圧が迅速に上昇する。し
たがって、光束が素早く立上り、立上り時間を短縮する
ことができる。

【００２６】ちなみに、前記定格入力２５０Ｗのランプ
では、主電極４、４間の１ｋＷの始動電圧と、始動用加
熱電極９、９間に３アンペアの電流を流すことにより、
４０〜１２０秒の内に全光束を得ることができた。この
ようにして、発光管１から放出する光が定常の全光束に
達したら、タイマ２４の働きで始動用加熱電極９、９に
通電するのを停止する。これにより、主電極４、４間の
放電のみとなり、始動用加熱電極９、９に通電しないの
で通電損失はない。しかも、このような構造は、外部の
格別な加熱ヒータを用いないので、部品点数が少なく、
構成が簡単になり、ランプの小形化が可能になる。図２
は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例で上記第１
の実施例と異なる点は、始動回路の構成が異なり、始動
方式が相違する。

【００２７】すなわち、上記第１の実施例の場合、スイ
ッチオンと同時に主電極４、４間に始動電圧を印加する
と同時に始動用加熱電極９、９間に通電をし、光束が所
定レベルに達したらタイマ２４により始動用加熱電極
９、９間の通電を停止するようにしたが、第２の実施例
の場合は、主電極４、４への通電回路に切換えスイッチ
２５を設け、上記タイマ２４に連動して切換えスイッチ
２５をオンさせるようにしてある。

【００２８】このような構成の場合、メインスイッチ２
１をオンすると、まず最初に始動用加熱電極９、９に通
電され、この始動用加熱電極９、９間の通電により封入
金属溜り部８に凝集している水銀を加熱する。そして、
この水銀が蒸発して所定の蒸気圧に達するとタイマ２４
が作動し、これにより始動用加熱電極９、９への通電を
停止すると同時に、切換えスイッチ２５をオン作動さ
せ、主電極４、４間に電源電圧を印加する。これにより
主電極４、４間の放電が始まる。

【００２９】そして、主電極４、４間の放電が開始され
る時にはすでに上記始動用加熱電極９、９の加熱作用に
より発光管１内は所定の蒸気圧に達しているので、光束
は短時間に立上る。

【００３０】ちなみに、この場合は定格入力２５０Ｗの
ランプで、始動用加熱電極９、９間に３アンペアの電流
を２０秒間流し、その後タイマ２４で切換えて主電極
４、４間の１ｋＷの始動電圧を印加すると、平均３分以
内に全光束を得ることができた。図３は、本発明の第３
の実施例を示す。本実施例で第１の実施例と異なる点
は、始動加熱手段が異なる。

【００３１】すなわち、第１の実施例では、封入金属溜
り部８に一対の始動用加熱電極９、９を互いに離間して
設け、これら始動用加熱電極９、９の放電または水銀へ
の通電により水銀を加熱するようにしたが、第３の実施
例の場合は封入金属溜り部８に、ニクロム線などの抵抗
発熱体４０を設置したものである。このようにしても、
始動時には、抵抗発熱体４０が封入金属溜り部８に溜る
水銀を加熱して蒸発を促すことができる。なお、４１は
補助抵抗である。図４は、本発明の第４の実施例を示
す。

【００３２】本実施例は垂直点灯する場合の例を示し、
垂直点灯の場合は発光管１の最冷部が下部側の主電極４
ａの根元に発生するので、この箇所に封入金属溜り部５
０を形成してあり、この封入金属溜り部５０に上記一方
の主電極４ａと離間対向して１個の始動用加熱電極５１
を設けてある。

【００３３】このような構成の場合も、始動時に上記一
方の主電極４ａと始動用加熱電極５１との間に通電する
と、これら一方の主電極４ａと始動用加熱電極５１との
間の放電、またはこれらを通じて封入金属溜り部５０に
凝集している水銀が発熱されて蒸発するから光束の立上
り時間を短縮することができる。なお、本発明は高圧水
銀ランプに限らず、メタルハライドランプや高圧ナトリ
ウムランプなどにも適用可能である。

【００３４】また、タイマ２４に代わって、発光管１か
ら放出される光の明るさをセンサにより検知し、この光
量が所定のレベルに達すると始動加熱手段に通電するの
を停止するように制御してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の高圧金属蒸気
放電灯および高圧金属蒸気放電灯装置によればいづれ
も、ランプの始動時に、封入金属溜り部に集っている封
入金属を始動用加熱手段により加熱して蒸発を促すか
ら、光束の立上り時間を短縮するこができる。しかも、
本発明は、発光管の外部に格別なヒータを用いないの
で、構成が簡単で、ランプの小形化が可能になり、しか
も発光量が全光束に達すると始動用加熱手段への通電を
停止するから無用な電力の消費がなくなり、通電損失が
少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す高圧水銀ランプの
発光管と点灯回路の構成図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す高圧水銀ランプの
発光管と点灯回路の構成図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す高圧水銀ランプの
発光管と点灯回路の構成図。

【図４】本発明の第４の実施例を示す高圧水銀ランプの
発光管の断面図。

【符号の説明】

１…発光管、４、４…主電極、８…封入金属溜り部、９
…始動用加熱電極、２１…メインスイッチ、２２、２３
…安定器、２４…タイマ、３０…電源、４０…抵抗発熱
体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の主電極を封装した発光管に発光金
   属を封入した高圧金属蒸気放電灯において、 上記発光管に、消灯時に封入金属が集まる封入金属溜り
   部を形成し、この封入金属溜り部に始動時に封入金属を
   加熱して蒸発を促す加熱手段を設けたことを特徴とする
   高圧金属蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 上記始動加熱手段は、互いに対向する一
   対の始動用加熱電極により構成したことを特徴とする請
   求項１に記載の高圧金属蒸気放電灯。
3. 【請求項３】 上記封入金属溜り部は一方の主電極の近
   傍に設けられ、上記始動加熱手段は、上記一方の主電極
   とこれに近接して設けられた始動用電極により構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧金属蒸気放電
   灯。
4. 【請求項４】 一対の主電極を封装した発光管に発光金
   属を封入し、この発光管に、消灯時に封入金属が集まる
   封入金属溜り部を形成し、この封入金属溜り部に始動時
   に封入金属を加熱して蒸発を促す加熱手段を設けた高圧
   金属蒸気放電灯と、 始動時に上記主電極および始動加熱手段に通電してこれ
   ら主電極間で放電を開始させるとともに始動加熱手段に
   より封入金属溜り部の封入金属を加熱して蒸発させ、所
   定時間経過後には上記始動加熱手段への通電を停止して
   主電極間の放電のみを維持するように制御する点灯回路
   装置と、 を具備したことを特徴とする高圧金属蒸気放電灯装置。