JPH09306431A - 水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法 - Google Patents
水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法Info
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- JPH09306431A JPH09306431A JP12422296A JP12422296A JPH09306431A JP H09306431 A JPH09306431 A JP H09306431A JP 12422296 A JP12422296 A JP 12422296A JP 12422296 A JP12422296 A JP 12422296A JP H09306431 A JPH09306431 A JP H09306431A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は水銀使用量が少なく、始動特性の優
れた水銀放電ランプとその制御方法を提供する。 【解決手段】 ガラス管の内部に少なくとも一対の電極
と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電ランプであって、前
記ガラス管の内部の前記電極の近傍にペルチエ素子が設
けられ、ランプ消灯時には前記ペルチエ素子が吸熱して
このペルチエ素子の表面に前記水銀蒸気を凝結させ、ラ
ンプ始動時には前記ペルチエ素子が発熱してこのペルチ
エ素子の表面から前記水銀蒸気を発生させるようにし
た。
れた水銀放電ランプとその制御方法を提供する。 【解決手段】 ガラス管の内部に少なくとも一対の電極
と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電ランプであって、前
記ガラス管の内部の前記電極の近傍にペルチエ素子が設
けられ、ランプ消灯時には前記ペルチエ素子が吸熱して
このペルチエ素子の表面に前記水銀蒸気を凝結させ、ラ
ンプ始動時には前記ペルチエ素子が発熱してこのペルチ
エ素子の表面から前記水銀蒸気を発生させるようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、始動特性に優れる
とともに、水銀使用量が少なく、かつ、水銀回収の容易
な環境にやさしい水銀蒸気放電ランプおよびその制御方
法に関するものである。
とともに、水銀使用量が少なく、かつ、水銀回収の容易
な環境にやさしい水銀蒸気放電ランプおよびその制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水銀蒸気放電ランプには、低圧
水銀蒸気の蛍光ランプと、高圧水銀蒸気の二重管構造の
高圧水銀蒸気放電ランプとがある。蛍光ランプは、内面
側に蛍光体膜を形成したガラス管の内部に水銀とアルゴ
ンガスとが封入されており、簡単な構造で効率が高く明
るい蛍光発光が得られるという特長を持っている。一
方、高圧水銀蒸気放電ランプは、可視光〜紫外線を発生
する内管が高温度になることから二重構造をとるが、外
管に蛍光体膜を形成したものもある。
水銀蒸気の蛍光ランプと、高圧水銀蒸気の二重管構造の
高圧水銀蒸気放電ランプとがある。蛍光ランプは、内面
側に蛍光体膜を形成したガラス管の内部に水銀とアルゴ
ンガスとが封入されており、簡単な構造で効率が高く明
るい蛍光発光が得られるという特長を持っている。一
方、高圧水銀蒸気放電ランプは、可視光〜紫外線を発生
する内管が高温度になることから二重構造をとるが、外
管に蛍光体膜を形成したものもある。
【０００３】前記水銀蒸気放電ランプは、効率の高い優
れたものであるが、ガラス管中に水銀を有することか
ら、廃棄時に水銀による環境汚染の問題を引き起こす。
れたものであるが、ガラス管中に水銀を有することか
ら、廃棄時に水銀による環境汚染の問題を引き起こす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】４０［Ｗ］クラスの蛍
光ランプでは、ガラス管内に数［ｍｇ］〜十数［ｍｇ］
の水銀が封入されているが、水銀の最低必要理論量は
０．１［ｍｇ］あれば充分と考えられる。したがって、
水銀量を大きく削減するためには、ガラス管中に存在す
る水銀をさらに有効に発光に活用することが必要であ
る。
光ランプでは、ガラス管内に数［ｍｇ］〜十数［ｍｇ］
の水銀が封入されているが、水銀の最低必要理論量は
０．１［ｍｇ］あれば充分と考えられる。したがって、
水銀量を大きく削減するためには、ガラス管中に存在す
る水銀をさらに有効に発光に活用することが必要であ
る。
【０００５】しかし、水銀蒸気放電ランプ中の水銀はラ
ンプ点灯中に蛍光体への吸着等により消失していくた
め、ガラス管内に必要以上の水銀を封入しなければなら
ず、水銀量削減の妨げとなっていた。
ンプ点灯中に蛍光体への吸着等により消失していくた
め、ガラス管内に必要以上の水銀を封入しなければなら
ず、水銀量削減の妨げとなっていた。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、ガラス管中の水銀を有効に発光に
活用することにより、水銀使用量が少なく、また、始動
特性の優れた水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法を
提供することを目的とする。
なされたものであり、ガラス管中の水銀を有効に発光に
活用することにより、水銀使用量が少なく、また、始動
特性の優れた水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の水銀蒸気放電ランプは、ガラス管の内部に少
なくとも一対の電極と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電
ランプであって、前記ガラス管の内部の前記電極の近傍
にペルチエ素子が設けられ、ランプ消灯時には前記ペル
チエ素子が吸熱してこのペルチエ素子の表面に前記水銀
蒸気を凝結させ、ランプ始動時には前記ペルチエ素子が
発熱してこのペルチエ素子の表面から前記水銀蒸気を発
生させるものである。
に本発明の水銀蒸気放電ランプは、ガラス管の内部に少
なくとも一対の電極と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電
ランプであって、前記ガラス管の内部の前記電極の近傍
にペルチエ素子が設けられ、ランプ消灯時には前記ペル
チエ素子が吸熱してこのペルチエ素子の表面に前記水銀
蒸気を凝結させ、ランプ始動時には前記ペルチエ素子が
発熱してこのペルチエ素子の表面から前記水銀蒸気を発
生させるものである。
【０００８】本発明は、上記の構成により、以下のよう
な作用を有する。 （１）ペルチエ素子の発熱・吸熱により、水銀が主にペ
ルチエ素子上で蒸発・凝結するため、実効水銀量が増す
ため封入水銀量を低減できる。上記のように、水銀蒸気
の最低必要理論量は４０［Ｗ］クラスの蛍光灯で０．１
［ｍｇ］あれば充分であるが、水銀量をこれにできる限
り近づけて低減していくことができる。
な作用を有する。 （１）ペルチエ素子の発熱・吸熱により、水銀が主にペ
ルチエ素子上で蒸発・凝結するため、実効水銀量が増す
ため封入水銀量を低減できる。上記のように、水銀蒸気
の最低必要理論量は４０［Ｗ］クラスの蛍光灯で０．１
［ｍｇ］あれば充分であるが、水銀量をこれにできる限
り近づけて低減していくことができる。
【０００９】（２）ランプの破砕時に、電極端部とガラ
ス管部とは分離し、そのランプ端部の金属端子部分にほ
とんどの水銀が含まれるためガラス等のリサイクル処理
が容易である。
ス管部とは分離し、そのランプ端部の金属端子部分にほ
とんどの水銀が含まれるためガラス等のリサイクル処理
が容易である。
【００１０】（３）ペルチエ素子上で水銀がアマルガム
として固体担持される構成も可能なため、有害な水銀の
廃棄物処理が容易である上、リサイクル生産の際に金属
の種類の分別工程によって水銀等を容易に分離できると
いう特長がある。
として固体担持される構成も可能なため、有害な水銀の
廃棄物処理が容易である上、リサイクル生産の際に金属
の種類の分別工程によって水銀等を容易に分離できると
いう特長がある。
【００１１】（４）高価な元素を含んでいる蛍光体粉末
に凝結、混入している水銀量が少なく、蛍光体のリサイ
クル生産も容易である。
に凝結、混入している水銀量が少なく、蛍光体のリサイ
クル生産も容易である。
【００１２】また、本発明の水銀蒸気放電ランプの制御
方法は、前記本発明の水銀蒸気放電ランプを制御する方
法であって、ペルチエ素子に接続された制御回路、バッ
クアップ電源および交流電源により点灯制御する方法で
あって、ランプ始動時には、電極に予熱電流を流すとと
もに、前記制御回路から前記ペルチエ素子に電圧を印加
して前記ペルチエ素子の前記電極に対向する面を発熱さ
せることにより、前記電極の昇温と水銀の蒸発を加速
し、一方、ランプ消灯時には、ランプ消灯直後に前記バ
ックアップ電源から前記ペルチエ素子にランプ始動時と
は逆方向の電圧を一定時間印加し、前記ペルチエ素子の
前記電極対向面を冷却することにより、前記ガラス管内
の水銀蒸気を前記ペルチエ素子の表面に凝結させるもの
である。
方法は、前記本発明の水銀蒸気放電ランプを制御する方
法であって、ペルチエ素子に接続された制御回路、バッ
クアップ電源および交流電源により点灯制御する方法で
あって、ランプ始動時には、電極に予熱電流を流すとと
もに、前記制御回路から前記ペルチエ素子に電圧を印加
して前記ペルチエ素子の前記電極に対向する面を発熱さ
せることにより、前記電極の昇温と水銀の蒸発を加速
し、一方、ランプ消灯時には、ランプ消灯直後に前記バ
ックアップ電源から前記ペルチエ素子にランプ始動時と
は逆方向の電圧を一定時間印加し、前記ペルチエ素子の
前記電極対向面を冷却することにより、前記ガラス管内
の水銀蒸気を前記ペルチエ素子の表面に凝結させるもの
である。
【００１３】この方法により、ランプ始動時に電極の昇
温速度を速くすることができるので始動特性が向上する
とともに、ランプ消灯時にペルチエ素子上に水銀蒸気が
集中して凝縮し、次の始動時には水銀蒸気をすばやく蒸
発させることができる。
温速度を速くすることができるので始動特性が向上する
とともに、ランプ消灯時にペルチエ素子上に水銀蒸気が
集中して凝縮し、次の始動時には水銀蒸気をすばやく蒸
発させることができる。
【００１４】なお、ペルチエ素子を有するランプとし
て、実開昭６１−１２３４６２号公報に、ペルチエ素子
で蛍光ランプの管壁を加熱・冷却して蛍光ランプの管壁
の温度をコントロールする装置が開示されている。ま
た、特開平１−１４４５９７号公報には、点灯特性を改
善するために、高圧放電ランプ（二重管構造）の発光管
を加熱、冷却する熱伝導板とペルチエ素子と放熱板とを
高圧放電ランプの外管内に設置した構成が開示されてい
る。また、特開平２−１８８５７号公報には、蛍光ラン
プに最冷点を発生させるペルチエ素子とその温度を検出
する温度センサーとその温度を制御するペルチエ素子の
駆動制御回路とを備えた蛍光ランプ装置が開示されてい
る。
て、実開昭６１−１２３４６２号公報に、ペルチエ素子
で蛍光ランプの管壁を加熱・冷却して蛍光ランプの管壁
の温度をコントロールする装置が開示されている。ま
た、特開平１−１４４５９７号公報には、点灯特性を改
善するために、高圧放電ランプ（二重管構造）の発光管
を加熱、冷却する熱伝導板とペルチエ素子と放熱板とを
高圧放電ランプの外管内に設置した構成が開示されてい
る。また、特開平２−１８８５７号公報には、蛍光ラン
プに最冷点を発生させるペルチエ素子とその温度を検出
する温度センサーとその温度を制御するペルチエ素子の
駆動制御回路とを備えた蛍光ランプ装置が開示されてい
る。
【００１５】しかし、これらの従来例は、本発明とは異
なり、いずれもガラス管等の温度を制御することを目的
としたものであり、ペルチエ素子がガラス管外に設けら
れているために水銀蒸気と直接に接触するものではな
く、その発熱・吸熱効果は間接的で小さなものであっ
た。
なり、いずれもガラス管等の温度を制御することを目的
としたものであり、ペルチエ素子がガラス管外に設けら
れているために水銀蒸気と直接に接触するものではな
く、その発熱・吸熱効果は間接的で小さなものであっ
た。
【００１６】
（実施の形態１）図１に示すように、ガラス管１の内部
に一対の電極２と水銀とを有し、ガラス管１の内部の電
極２の近傍にペルチエ素子３が設けられている。ペルチ
エ素子３は、電極２に対向する面４が電極リード線８に
接続され、背面５が第３のリード線６によってガラス管
１外部と導通している。ランプ消灯時には、ペルチエ素
子３が接続されている側の電極リード線８と第３のリー
ド線６との間に電圧を印加することにより、ペルチエ素
子３が吸熱して、電極２に対向する側の面４に水銀を凝
結させる。一方、ランプ始動時には、ランプ消灯時とは
逆方向の電圧を印加することにより、ペルチエ素子３が
発熱して、表面４から水銀を蒸発させるように構成した
ものである。
に一対の電極２と水銀とを有し、ガラス管１の内部の電
極２の近傍にペルチエ素子３が設けられている。ペルチ
エ素子３は、電極２に対向する面４が電極リード線８に
接続され、背面５が第３のリード線６によってガラス管
１外部と導通している。ランプ消灯時には、ペルチエ素
子３が接続されている側の電極リード線８と第３のリー
ド線６との間に電圧を印加することにより、ペルチエ素
子３が吸熱して、電極２に対向する側の面４に水銀を凝
結させる。一方、ランプ始動時には、ランプ消灯時とは
逆方向の電圧を印加することにより、ペルチエ素子３が
発熱して、表面４から水銀を蒸発させるように構成した
ものである。
【００１７】ペルチエ素子３は、ＢｉＴｅ合金など種々
の半金属や半導体のＰＮ接合構造を有しており、電流の
方向によって発熱と吸熱の作用を行う。発熱部の昇温速
度は、普通のジュール発熱による場合より大きいという
大きな特徴もある。使用する温度範囲によって適した材
料を選べば、かなりの高温まで使用可能であるが、特に
接合部に工夫が必要で、本発明の使用条件に合わせた形
状や性能の素子を使用する。
の半金属や半導体のＰＮ接合構造を有しており、電流の
方向によって発熱と吸熱の作用を行う。発熱部の昇温速
度は、普通のジュール発熱による場合より大きいという
大きな特徴もある。使用する温度範囲によって適した材
料を選べば、かなりの高温まで使用可能であるが、特に
接合部に工夫が必要で、本発明の使用条件に合わせた形
状や性能の素子を使用する。
【００１８】なお、水銀蒸気放電ランプとしては、ラピ
ッドスタート点灯のための導電性薄膜（おもにネサ膜）
や、ガラス管からの金属イオンのマイグレーションを防
ぐ保護膜（アルミナ膜やシリカ膜）をガラス管内壁面に
被膜形成したものでもよい。この場合、封入水銀量を大
きく低減するためには、ヒビや欠陥のない優れた保護膜
や、Ｈｇ凝結性の低い蛍光体を用いることが重要であ
る。
ッドスタート点灯のための導電性薄膜（おもにネサ膜）
や、ガラス管からの金属イオンのマイグレーションを防
ぐ保護膜（アルミナ膜やシリカ膜）をガラス管内壁面に
被膜形成したものでもよい。この場合、封入水銀量を大
きく低減するためには、ヒビや欠陥のない優れた保護膜
や、Ｈｇ凝結性の低い蛍光体を用いることが重要であ
る。
【００１９】本発明は、低圧蛍光ランプ、高圧水銀蒸気
放電ランプのいずれにも適用可能であり、初期光束を向
上することができ、また、省水銀化を図ることができ
る。
放電ランプのいずれにも適用可能であり、初期光束を向
上することができ、また、省水銀化を図ることができ
る。
【００２０】（実施の形態２）図２に示すように、蛍光
ランプの電極部の構成は、薄板リング状のペルチエ素子
３が電極２を囲む形とし、ペルチエ素子３がエミッター
の飛散防止リング（ゲッターリング）を兼ねる構造とし
てもよい。図２の構成においては、ペルチエ素子３の電
極２に対向する面４（リング内面）を第３のリード線６
に接続し、背面５（リング外面）を電極リード線８に接
続している。
ランプの電極部の構成は、薄板リング状のペルチエ素子
３が電極２を囲む形とし、ペルチエ素子３がエミッター
の飛散防止リング（ゲッターリング）を兼ねる構造とし
てもよい。図２の構成においては、ペルチエ素子３の電
極２に対向する面４（リング内面）を第３のリード線６
に接続し、背面５（リング外面）を電極リード線８に接
続している。
【００２１】なお、実施の形態１および実施の形態２で
は、ペルチエ素子の位置が固定された構成について説明
したが、ペルチエ素子と電極、またはペルチエ素子とガ
ラス管とを形状記憶合金によって連結し、始動・消灯時
の電極温度の変化によってペルチエ素子の位置を可変と
することもできる。この構成によれば、ランプ始動・消
灯時の電極温度の変化により形状記憶合金が変形し、ペ
ルチエ素子と電極との距離を変えることができるので、
始動・消灯時のガラス管内の水銀蒸気圧をより大きくか
つ速くコントロールすることができる。
は、ペルチエ素子の位置が固定された構成について説明
したが、ペルチエ素子と電極、またはペルチエ素子とガ
ラス管とを形状記憶合金によって連結し、始動・消灯時
の電極温度の変化によってペルチエ素子の位置を可変と
することもできる。この構成によれば、ランプ始動・消
灯時の電極温度の変化により形状記憶合金が変形し、ペ
ルチエ素子と電極との距離を変えることができるので、
始動・消灯時のガラス管内の水銀蒸気圧をより大きくか
つ速くコントロールすることができる。
【００２２】（実施の形態３）図３に示すように、ペル
チエ素子３の電極２に対向する面４が熱伝導性材料で構
成され、ペルチエ素子の背面５がランプ外部への吸放熱
部材である太い第３のリード線６と接触している。
チエ素子３の電極２に対向する面４が熱伝導性材料で構
成され、ペルチエ素子の背面５がランプ外部への吸放熱
部材である太い第３のリード線６と接触している。
【００２３】ランプ外部への吸放熱部材への接触とは、
ペルチエ素子の一部をガラス管内壁面や太めのリード線
に熱的に接触させることによって、不要な熱の放熱や吸
熱をさせることをいう。具体的な構成としては、ガラス
管内壁面に接触した金属リングや太い金属リード線にペ
ルチエ素子を接触させるほか、ガラス管内壁に設けた突
出部にペルチエ素子を接触させることもできる。
ペルチエ素子の一部をガラス管内壁面や太めのリード線
に熱的に接触させることによって、不要な熱の放熱や吸
熱をさせることをいう。具体的な構成としては、ガラス
管内壁面に接触した金属リングや太い金属リード線にペ
ルチエ素子を接触させるほか、ガラス管内壁に設けた突
出部にペルチエ素子を接触させることもできる。
【００２４】ペルチエ素子をガラス管内に配置するにあ
たっては、ペルチエ素子の背面、すなわち電極に対向し
ない側の面の不要な吸熱・発熱を考慮しなければならな
いが、ペルチエ素子を上記構成とすることにより、この
ような不要な吸熱・発熱を抑制することができ、ランプ
始動時のペルチエ素子の発熱、ランプ消灯時のペルチエ
素子の冷却をより効率よく行うことができる。
たっては、ペルチエ素子の背面、すなわち電極に対向し
ない側の面の不要な吸熱・発熱を考慮しなければならな
いが、ペルチエ素子を上記構成とすることにより、この
ような不要な吸熱・発熱を抑制することができ、ランプ
始動時のペルチエ素子の発熱、ランプ消灯時のペルチエ
素子の冷却をより効率よく行うことができる。
【００２５】（実施の形態４）図４に示すように、ペル
チエ素子３の電極２に対向する面４が熱伝導性材料で構
成され、ペルチエ素子３の背面５上に熱伝導性高熱容量
体または断熱材７が設けられている。
チエ素子３の電極２に対向する面４が熱伝導性材料で構
成され、ペルチエ素子３の背面５上に熱伝導性高熱容量
体または断熱材７が設けられている。
【００２６】熱伝導性高熱容量体としては、たとえばバ
ルキーな金属ブロックなどを用いることができる。ま
た、断熱材７は、ペルチエ素子３の背面５の表面を断熱
性にすることにより、ペルチエ素子３の発熱・吸熱によ
る温度変化にあまり応答しない面を過渡的に形成する。
ルキーな金属ブロックなどを用いることができる。ま
た、断熱材７は、ペルチエ素子３の背面５の表面を断熱
性にすることにより、ペルチエ素子３の発熱・吸熱によ
る温度変化にあまり応答しない面を過渡的に形成する。
【００２７】この構成により、ペルチエ素子の電極に対
向しない側の面の不要な吸熱・発熱を抑制することがで
き、ランプ始動時のペルチエ素子の発熱、ランプ消灯時
のペルチエ素子の冷却をより効率よく行うことができ
る。
向しない側の面の不要な吸熱・発熱を抑制することがで
き、ランプ始動時のペルチエ素子の発熱、ランプ消灯時
のペルチエ素子の冷却をより効率よく行うことができ
る。
【００２８】（実施の形態５）図５に示すように、断熱
材７と太い金属リード線６を併せて用いれば、ペルチエ
素子の発熱と冷却をさらに効率よく行うことができる。
材７と太い金属リード線６を併せて用いれば、ペルチエ
素子の発熱と冷却をさらに効率よく行うことができる。
【００２９】（実施の形態６）図６に示すように、電極
自体をペルチエ素子で構成してペルチエ素子機能付き電
極９としたものである。一対の電極リード線８間にペル
チエ素子機能付き電極９を設けている。そして、この電
極９においては、ランプ消灯時にはペルチエ素子が吸熱
してその表面に前記水銀を凝結させ、ランプ始動時には
ペルチエ素子が発熱してその表面から前記水銀を蒸発さ
せる。
自体をペルチエ素子で構成してペルチエ素子機能付き電
極９としたものである。一対の電極リード線８間にペル
チエ素子機能付き電極９を設けている。そして、この電
極９においては、ランプ消灯時にはペルチエ素子が吸熱
してその表面に前記水銀を凝結させ、ランプ始動時には
ペルチエ素子が発熱してその表面から前記水銀を蒸発さ
せる。
【００３０】このような構成にすることにより、電極の
発熱・冷却および水銀の蒸発・凝結をきわめて効率よく
行うことができる。
発熱・冷却および水銀の蒸発・凝結をきわめて効率よく
行うことができる。
【００３１】（実施の形態７）本発明の水銀蒸気放電ラ
ンプの制御方法は、図７に示すように、本発明の水銀蒸
気放電ランプをペルチエ素子３に接続された制御回路１
５、バックアップ電源であるコンデンサ１０および交流
電源１３により点灯制御するものである。すなわち、ラ
ンプ始動時には、電極２に予熱電流を流すとともに、制
御回路１５からペルチエ素子３に発熱方向の電圧を印加
してペルチエ素子３を発熱させることにより、電極２の
昇温と水銀の蒸発を加速し、一方、ランプ消灯時には、
ランプ消灯直後にコンデンサ１０からペルチエ素子３に
ランプ始動時とは逆方向の電圧を一定時間印加し、ペル
チエ素子３表面を即時冷却することにより、ガラス管１
内の水銀蒸気をペルチエ素子３の表面に凝結させるもの
である。
ンプの制御方法は、図７に示すように、本発明の水銀蒸
気放電ランプをペルチエ素子３に接続された制御回路１
５、バックアップ電源であるコンデンサ１０および交流
電源１３により点灯制御するものである。すなわち、ラ
ンプ始動時には、電極２に予熱電流を流すとともに、制
御回路１５からペルチエ素子３に発熱方向の電圧を印加
してペルチエ素子３を発熱させることにより、電極２の
昇温と水銀の蒸発を加速し、一方、ランプ消灯時には、
ランプ消灯直後にコンデンサ１０からペルチエ素子３に
ランプ始動時とは逆方向の電圧を一定時間印加し、ペル
チエ素子３表面を即時冷却することにより、ガラス管１
内の水銀蒸気をペルチエ素子３の表面に凝結させるもの
である。
【００３２】バックアップ電源としては、コンデンサ１
０の代わりに二次電池を用いることができる。
０の代わりに二次電池を用いることができる。
【００３３】このような制御方法により、ランプ始動時
に電極２の昇温速度を速くすることができるので始動特
性が向上するとともに、ランプ消灯時にペルチエ素子３
上に水銀蒸気が集中して凝縮することができるので、次
の始動時には水銀蒸気をすばやく蒸発させることができ
る。
に電極２の昇温速度を速くすることができるので始動特
性が向上するとともに、ランプ消灯時にペルチエ素子３
上に水銀蒸気が集中して凝縮することができるので、次
の始動時には水銀蒸気をすばやく蒸発させることができ
る。
【００３４】
【実施例】図７に示すように、ソーダガラスよりなる管
径２８［ｍｍ］、長さ１．２［ｍ］の筒状ガラス管１内
に一対の電極２を有し、電極２の近傍に、電極２に対向
する表面に水銀アマルガム層を形成したペルチエ素子３
を設け、ペルチエ素子３の背面には断熱材７を張り付
け、背面側端子を太い金属リード線６に接続し、電極２
の一端とペルチエ素子３の一端とを接続するとともに、
電極２の他端を点灯管１１に接続して４０［Ｗ］の蛍光
ランプを製作した。そして、ペルチエ素子３の他端を制
御回路１５に連結した。これらを、安定器１４および電
源スイッチ１２を介して交流電源１３に接続し、図７に
示すような回路構成を有する蛍光灯器具を製作した。
径２８［ｍｍ］、長さ１．２［ｍ］の筒状ガラス管１内
に一対の電極２を有し、電極２の近傍に、電極２に対向
する表面に水銀アマルガム層を形成したペルチエ素子３
を設け、ペルチエ素子３の背面には断熱材７を張り付
け、背面側端子を太い金属リード線６に接続し、電極２
の一端とペルチエ素子３の一端とを接続するとともに、
電極２の他端を点灯管１１に接続して４０［Ｗ］の蛍光
ランプを製作した。そして、ペルチエ素子３の他端を制
御回路１５に連結した。これらを、安定器１４および電
源スイッチ１２を介して交流電源１３に接続し、図７に
示すような回路構成を有する蛍光灯器具を製作した。
【００３５】かかる器具において、電源スイッチ１２を
閉じてランプを始動させると、電極２が加熱されるとと
もに、制御回路１５からペルチエ素子３に発熱方向の電
圧が印加されてペルチエ素子３が発熱し、電極２の昇温
と水銀の蒸発が加速される。一方、ランプ消灯直後に
は、ペルチエ素子３に大容量コンデンサ１０から、上記
と逆（吸熱）方向の電圧が一定時間印加されてペルチエ
素子３の表面を即時冷却させ、ガラス管１内の水銀蒸気
をペルチエ素子３の表面に凝結させる。
閉じてランプを始動させると、電極２が加熱されるとと
もに、制御回路１５からペルチエ素子３に発熱方向の電
圧が印加されてペルチエ素子３が発熱し、電極２の昇温
と水銀の蒸発が加速される。一方、ランプ消灯直後に
は、ペルチエ素子３に大容量コンデンサ１０から、上記
と逆（吸熱）方向の電圧が一定時間印加されてペルチエ
素子３の表面を即時冷却させ、ガラス管１内の水銀蒸気
をペルチエ素子３の表面に凝結させる。
【００３６】この構成では、ペルチエ素子３の表面にア
マルガム層を形成しているので、水銀が固体の状態で保
持されており、従来の液体水銀を用いた蛍光ランプに比
べて廃棄・再生処理が格段に容易である。ガラス管１内
の水銀蒸気圧はアマルガムの蒸発温度特性によって決ま
るため、この特性とペルチエ素子３の特性とをマッチン
グさせている。
マルガム層を形成しているので、水銀が固体の状態で保
持されており、従来の液体水銀を用いた蛍光ランプに比
べて廃棄・再生処理が格段に容易である。ガラス管１内
の水銀蒸気圧はアマルガムの蒸発温度特性によって決ま
るため、この特性とペルチエ素子３の特性とをマッチン
グさせている。
【００３７】この蛍光灯器具で点灯・消灯実験をしたと
ころ、蛍光ランプ始動時の光束立ち上がりは、従来のペ
ルチエ素子を有さない蛍光ランプに比べて３０〜５０
［％］も速く、著しい効果があることが認められた。ま
た、この蛍光ランプは、封入水銀量を従来に比べ１／８
に削減でき、光束低下の寿命特性も改善された。これら
は、水銀の蒸発・凝結が主としてペルチエ素子３上にお
いて行われることにより、発光に寄与する実効水銀量の
割合が増大したことと、蛍光体層等への凝結等による水
銀の消失が低減された効果によるものである。
ころ、蛍光ランプ始動時の光束立ち上がりは、従来のペ
ルチエ素子を有さない蛍光ランプに比べて３０〜５０
［％］も速く、著しい効果があることが認められた。ま
た、この蛍光ランプは、封入水銀量を従来に比べ１／８
に削減でき、光束低下の寿命特性も改善された。これら
は、水銀の蒸発・凝結が主としてペルチエ素子３上にお
いて行われることにより、発光に寄与する実効水銀量の
割合が増大したことと、蛍光体層等への凝結等による水
銀の消失が低減された効果によるものである。
【００３８】また、ペルチエ素子を図２に示すリング状
の構成にした場合には、水銀量は従来に比べ１／１２に
低減できた。これは、ペルチエ素子の表面積が、図１に
示す構成に比べて約１０倍の大きな最冷点を形成できた
ことによるものである。
の構成にした場合には、水銀量は従来に比べ１／１２に
低減できた。これは、ペルチエ素子の表面積が、図１に
示す構成に比べて約１０倍の大きな最冷点を形成できた
ことによるものである。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明は、水銀蒸気放電ラ
ンプの電極あるいはその近傍にペルチエ素子を設けて構
成される。また、本発明の制御方法は、ランプ始動時に
ペルチエ素子を発熱させ電極の昇温を加速し、一方、ラ
ンプ消灯時にはペルチエ素子表面を冷却させ、管内の水
銀蒸気をその表面に凝結させることを特徴としている。
ンプの電極あるいはその近傍にペルチエ素子を設けて構
成される。また、本発明の制御方法は、ランプ始動時に
ペルチエ素子を発熱させ電極の昇温を加速し、一方、ラ
ンプ消灯時にはペルチエ素子表面を冷却させ、管内の水
銀蒸気をその表面に凝結させることを特徴としている。
【００４０】本発明はこのような構成よりなり、次のよ
うな優れた効果を有する。 （１）ランプ始動時に水銀がすばやく蒸発し、アマルガ
ム使用のランプの始動時の初期光束を向上することがで
きる。
うな優れた効果を有する。 （１）ランプ始動時に水銀がすばやく蒸発し、アマルガ
ム使用のランプの始動時の初期光束を向上することがで
きる。
【００４１】（２）ガラス管内の水銀使用量を削減でき
る。 （３）蛍光ランプ中の蛍光粉体、ソーダガラス、ネサ膜
などの各材料への水銀の凝結が減少し、長寿命化でき
る。
る。 （３）蛍光ランプ中の蛍光粉体、ソーダガラス、ネサ膜
などの各材料への水銀の凝結が減少し、長寿命化でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図２】本発明の第２の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図３】本発明の第３の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図４】本発明の第４の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図５】本発明の第５の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図６】本発明の第６の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の要部切欠図
の要部切欠図
【図７】本発明の第７の実施形態の水銀蒸気放電ランプ
の制御方法を実施するための水銀蒸気放電ランプおよび
制御回路の概略図
の制御方法を実施するための水銀蒸気放電ランプおよび
制御回路の概略図
１ ガラス管 ２ 電極 ３ ペルチエ素子 ４ ペルチエ素子の電極に対向する面 ５ ペルチエ素子の背面 ６ 第３のリード線 ７ 断熱材 ８ 電極リード線 ９ ペルチエ機能付き電極 １０ コンデンサ １５ 制御回路
Claims (6)
- 【請求項１】 ガラス管の内部に少なくとも一対の電極
と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電ランプであって、前
記ガラス管の内部の前記電極の近傍にペルチエ素子が設
けられ、ランプ消灯時には前記ペルチエ素子が吸熱して
このペルチエ素子の表面に前記水銀蒸気を凝結させ、ラ
ンプ始動時には前記ペルチエ素子が発熱してこのペルチ
エ素子の表面から前記水銀蒸気を発生させることを特徴
とする水銀蒸気放電ランプ。 - 【請求項２】 前記ペルチエ素子は、前記電極に対向す
る面が熱伝導性材料で構成され、このペルチエ素子の背
面が、ランプ外部への吸放熱部材と接触していることを
特徴とする請求項１に記載の水銀蒸気放電ランプ。 - 【請求項３】 前記ペルチエ素子は、前記電極に対向す
る面が熱伝導性材料で構成され、このペルチエ素子の背
面が、熱伝導性高熱容量体または断熱材よりなることを
特徴とする請求項１に記載の水銀蒸気放電ランプ。 - 【請求項４】 ガラス管の内部に少なくとも一対の電極
と水銀蒸気とを有する水銀蒸気放電ランプであって、前
記電極の少なくとも一部がペルチエ素子からなり、ラン
プ消灯時には前記ペルチエ素子が吸熱してこのペルチエ
素子の表面に前記水銀蒸気を凝結させ、ランプ始動時に
は前記ペルチエ素子が発熱してこのペルチエ素子の表面
から前記水銀蒸気を発生させることを特徴とする水銀蒸
気放電ランプ。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４に記載の水銀蒸気放
電ランプを、前記ペルチエ素子に接続された制御回路、
バックアップ電源および交流電源により点灯制御する方
法であって、ランプ始動時には、前記電極に予熱電流を
流すとともに、前記制御回路から前記ペルチエ素子に電
圧を印加して前記ペルチエ素子の前記電極に対向する面
を発熱させることにより、前記電極の昇温と水銀の蒸発
を加速し、一方、ランプ消灯時には、ランプ消灯直後に
前記バックアップ電源から前記ペルチエ素子にランプ始
動時とは逆方向の電圧を一定時間印加し、前記ペルチエ
素子の前記電極対向面を冷却することにより、前記ガラ
ス管内の水銀蒸気を前記ペルチエ素子の表面に凝結させ
ることを特徴とする水銀蒸気放電ランプの制御方法。 - 【請求項６】 前記バックアップ電源が、コンデンサま
たは二次電池からなることを特徴とする請求項５に記載
の水銀蒸気放電ランプの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12422296A JPH09306431A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12422296A JPH09306431A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306431A true JPH09306431A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14880021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12422296A Pending JPH09306431A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 水銀蒸気放電ランプおよびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306431A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7122946B2 (en) | 2002-08-30 | 2006-10-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light source device having high limit-emitting efficiency |
| US9633829B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-04-25 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP12422296A patent/JPH09306431A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7122946B2 (en) | 2002-08-30 | 2006-10-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light source device having high limit-emitting efficiency |
| US9633829B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-04-25 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp |
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