JPH10144257A - Rare gas discharge lamp - Google Patents
Rare gas discharge lampInfo
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- JPH10144257A JPH10144257A JP35952696A JP35952696A JPH10144257A JP H10144257 A JPH10144257 A JP H10144257A JP 35952696 A JP35952696 A JP 35952696A JP 35952696 A JP35952696 A JP 35952696A JP H10144257 A JPH10144257 A JP H10144257A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は希ガス放電ランプに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rare gas discharge lamp.
【0002】[0002]
【従来の技術】キセノン(Xe)やアルゴン(Ar)や
クリプトン(Kr)等の希ガスを発光管内に封入した放
電ランプである希ガス放電ランプにとって、水素ガスは
従来から、不純ガスとして扱われてきた。この理由は、
ランプ中の電子エネルギーに関して言えば、電子と水素
が衝突する衝突断面積が希ガスの衝突断面積に比べて大
きく、従って発光する希ガス以外のためにエネルギーが
消費されるという、いわゆる、ランプに注入されるエネ
ルギーに対して、水素の存在が損失として働くためとい
われている。2. Description of the Related Art In a rare gas discharge lamp in which a rare gas such as xenon (Xe), argon (Ar), or krypton (Kr) is sealed in an arc tube, hydrogen gas is conventionally treated as an impure gas. Have been. The reason for this is
Regarding the electron energy in the lamp, the collision cross section where electrons collide with hydrogen is larger than the collision cross section of the rare gas, so that energy is consumed for other than the rare gas that emits light. It is said that the presence of hydrogen acts as a loss with respect to the injected energy.
【0003】希ガス放電ランプのうち、例えばキセノン
放電ランプは自然光に近い発光スペクトルを有するの
で、各種用途に幅広く利用されており、具体的に例示す
れば船舶用のサーチライトとして消費電力が150W程
度のショートアーク型Xe放電ランプが使用されてい
る。船舶用に使用される場合、ランプから発せられるF
Mバンドの電磁波(以下、FMノイズ)は無線通信妨害
になるため避けねばならない。その不都合を改善するた
め、これまでの研究では、Xeに加えて微量の水素ガ
ス、具体的にはXeに対する封入モル比で5×10−4
以上の水素ガスを発光管内に入れることにより、FMノ
イズ発生の臨界電流値を低下させ、定常点灯時には事実
上FMノイズの発生を防ぐことが判明している。また、
Xeに対する封入モル比で5×10−4以上の比率で水
素ガスを混合することによりアークの安定性が向上する
という特性も得られている(特開平4−306552号
公報)。[0003] Of the rare gas discharge lamps, for example, a xenon discharge lamp has an emission spectrum close to natural light, and is therefore widely used for various purposes. Specifically, a search light for ships consumes about 150 W of power. Is used. When used for ships, F emitted from the lamp
M-band electromagnetic waves (hereinafter, FM noise) must be avoided because they interfere with wireless communication. In order to remedy the inconvenience, in a previous study, in addition to Xe, a trace amount of hydrogen gas, specifically, 5 × 10 −4 in terms of the encapsulation molar ratio to Xe.
It has been found that by introducing the above-described hydrogen gas into the arc tube, the critical current value for generating FM noise is reduced, and the occurrence of FM noise is substantially prevented during steady-state lighting. Also,
There is also obtained a characteristic that the stability of the arc is improved by mixing hydrogen gas at a filling molar ratio of 5 × 10 −4 or more with respect to Xe (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-306552).
【0004】一方、キセノンランプに対する水素添加の
別の効果に関して、上記文献とは別にWolfgang
E.ThouretとHerbert S.Stra
ussの研究(Wolfgang E.Thouret
and Herbert S.Strauss,「Xe
non Compact Arcs with inc
reased brightness through
additionof hydΓogen」,III
uminating Engineering(May
1963 P371−379))がある。同文献によ
れば、Xeに水素を添加したショートアークランプで実
験しており、その結果として、水素添加(2〜3%の濃
度と30%近傍濃度)の条件にて、陽極近傍のアーク軸
上では発光強度が上昇するものの、陰極輝点の輝度が低
下し、ランプ発光効率は低下することが示されている。On the other hand, regarding another effect of hydrogenation on a xenon lamp, Wolfgang is different from the above document.
E. FIG. Thouret and Herbert S.M. Stra
uss study (Wolfang E. Thouret)
and Herbert S.A. Strauss, "Xe
non Compact Arcs with inc
derived brightness through
addition of hydro @ ogen ", III
uminating Engineering (May
1963 P371-379)). According to the document, an experiment was performed using a short arc lamp in which Xe was added with hydrogen, and as a result, the arc axis near the anode was obtained under the conditions of hydrogen addition (concentration of 2-3% and concentration of around 30%). The above shows that although the luminous intensity increases, the luminance of the cathode luminescent spot decreases and the lamp luminous efficiency decreases.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の希ガス放電ラン
プでは、上記Xeの例で示したような微量の水素ガスの
封入によってFMノイズの発生防止やアーク安定向上と
いう改善が示された一方で、2〜3%あるいは30%前
後の比較的多量の水素封入量においては、発光効率の低
下というランプ特性劣化が示されている。キセノンラン
プに代表される希ガス放電ランプは、同レベルの消費電
力である他の放電ランプ、例えば、高圧水銀ランプ、超
高圧水銀ランプ、メタルハライドランプと比較した場合
に、ランプ電流が高く、ランプ電圧が低いという特性が
あった。よって、点灯電源装置は消費電力が同レベルの
他の放電ランプよりも大型になってしまうという欠点が
あった。また、従来型の希ガス放電ランプの発光効率は
メタルハライドランプの一般に示される代表的発光効率
60〜80(lm/W)よりも低く、20〜30(lm
/W)程度であった。In the conventional rare gas discharge lamp, the improvement of preventing the generation of FM noise and improving the arc stability has been shown by filling a small amount of hydrogen gas as shown in the example of Xe. When the amount of hydrogen charged is relatively large, ie, about 2 to 3% or about 30%, lamp characteristics such as a decrease in luminous efficiency are shown. A rare gas discharge lamp represented by a xenon lamp has a higher lamp current and a higher lamp voltage when compared to other discharge lamps having the same level of power consumption, for example, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp. Was low. Therefore, the lighting power supply has a drawback that the power consumption is larger than other discharge lamps of the same level. Further, the luminous efficiency of the conventional rare gas discharge lamp is lower than the typical luminous efficiency of metal halide lamp, which is generally 60 to 80 (lm / W), and is 20 to 30 (lm / W).
/ W).
【0006】そこで本発明は、希ガス放電ランプについ
て、同じ消費電力で比べたときに、他の種類の放電ラン
プと比較してもランプ電流が低く、ランプ電圧が高くな
るようにして点灯電源の小型化を図り、そして従来の希
ガス放電ランプよりも発光効率を10%以上向上させた
ランプを提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a lighting power supply in which a rare gas discharge lamp has a lower lamp current and a higher lamp voltage than other types of discharge lamps when compared at the same power consumption. It is an object of the present invention to provide a lamp that is reduced in size and has a luminous efficiency improved by 10% or more compared to a conventional rare gas discharge lamp.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意調査研
究した結果、発光効率の向上と電源の小型化という目的
を達成するためには、各種希ガス放電ランプにおいて水
素ガスまたは重水素ガスまたはHeガスを、希ガスに加
えて発光管に所定量封入することが有効であることを見
出した。Means for Solving the Problems As a result of intensive investigation and research, the present inventor has found that hydrogen gas or deuterium gas can be used in various rare gas discharge lamps in order to achieve the objectives of improving the luminous efficiency and miniaturizing the power supply. Alternatively, it has been found that it is effective to enclose a predetermined amount of He gas in the arc tube in addition to the rare gas.
【0008】すなわち、請求項1の発明により、発光管
内にアルゴンガス(Ar)を封入した希ガス放電ランプ
において、Arとの封入モル比で1×10−3以上、
0.5以下の量の水素ガス、あるいは重水素ガスを該発
光管内に封入した希ガス放電ランプとすることで前記課
題を解決する。That is, according to the first aspect of the present invention, in the rare gas discharge lamp in which the argon gas (Ar) is sealed in the arc tube, the mole ratio of Ar to Ar is 1 × 10 −3 or more.
The above problem is solved by forming a rare gas discharge lamp in which hydrogen gas or deuterium gas of 0.5 or less is sealed in the arc tube.
【0009】また、請求項2の発明によって、発光管内
にクリプトンガス(Kr)を封入し、Krとの封入モル
比で5×10−3以上、0.3以下の量の水素ガス、あ
るいは重水素ガスを該発光管内に封入した希ガス放電ラ
ンプとしても前記課題を解決する。According to the second aspect of the present invention, krypton gas (Kr) is sealed in the arc tube, and a hydrogen gas or a heavy gas having an amount of 5 × 10 −3 or more and 0.3 or less in a molar ratio of Kr to Kr. The above problem is also solved by a rare gas discharge lamp in which hydrogen gas is sealed in the arc tube.
【0010】同様にして、請求項3の発明によって、発
光管内にキセノンガス(Xe)を封入し、Xeとの封入
モル比で1×10−2以上、0.2以下の量の水素ガ
ス、あるいは重水素ガスを該発光管内に封入した希ガス
放電ランプとしてもよい。Similarly, according to the third aspect of the present invention, xenon gas (Xe) is sealed in the arc tube, and a hydrogen gas in an amount of 1 × 10 −2 or more and 0.2 or less in a mole ratio of Xe to Xe. Alternatively, a rare gas discharge lamp in which deuterium gas is sealed in the arc tube may be used.
【0011】また、請求項4の発明によって、発光管内
にキセノンガス(Xe)を封入し、Xeとの封入モル比
で5×10−2以上、0.09以下の量の水素ガス、あ
るいは重水素ガスを該発光管内に封入した希ガス放電ラ
ンプとすると、一層効果がある。Further, according to the invention of claim 4, xenon gas (Xe) is sealed in the arc tube, and hydrogen gas or heavy gas in an amount of 5.times.10.sup.- 2 or more and 0.09 or less in terms of the mole ratio of Xe to Xe. If a rare gas discharge lamp in which hydrogen gas is sealed in the arc tube is more effective.
【0012】そして、請求項5の発明によって、発光管
内にAr、Kr、Xeの内の少なくとも1種の希ガスを
封入した希ガス放電ランプにおいて、前記希ガスに対す
る封入モル比で1×10−2以上、0.2以下の量のヘ
リウム(He)を該発光管内に封入した希ガス放電ラン
プとしてもよい。According to the fifth aspect of the present invention, in a rare gas discharge lamp in which at least one of Ar, Kr, and Xe is sealed in an arc tube, a mole ratio of the rare gas to the rare gas is 1 × 10 −. A rare gas discharge lamp in which helium (He) in an amount of 2 or more and 0.2 or less may be sealed in the arc tube.
【0013】また、請求項6の発明によって、発光管を
透光性セラミックスとした請求項1乃至請求項5のいず
れかに記載の希ガス放電ランプとしてもよい。Further, according to the invention of claim 6, the rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 5, wherein the arc tube is made of translucent ceramics.
【0014】そして、請求項7の発明によって、発光管
をシリカガラスで構成し、該発光管内を水素ガスまたは
重水素ガスと希ガスの混合ガスで充填した第2の気密な
容器に当該発光管を収納し二重管構造とした請求項1乃
至請求項5のいずれかに記載の希ガス放電ランプとして
もよい。According to the invention of claim 7, the arc tube is made of silica glass, and the arc tube is filled in a second hermetic container filled with hydrogen gas or a mixed gas of deuterium gas and rare gas. And a rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 5 having a double tube structure.
【0015】そして、請求項8の発明によって、請求項
1乃至請求項7に記載の条件の希ガス(Ar、Kr、X
e)と水素ガス、あるいは重水素ガスの混合ガス状態を
ランプ動作中だけ実現させるために、水素吸蔵金属また
は水素吸蔵合金にあらかじめ水素ガスを吸収させ、希ガ
スと共に前記水素吸蔵金属または前記水素吸蔵合金を発
光管内に封じ込めた希ガス放電ランプとしてもよい。According to the invention of claim 8, the rare gas (Ar, Kr, X
e) In order to realize a mixed gas state of hydrogen gas or deuterium gas only during lamp operation, hydrogen gas is previously absorbed by a hydrogen storage metal or a hydrogen storage alloy, and the hydrogen storage metal or the hydrogen storage metal is mixed with a rare gas. A rare gas discharge lamp in which the alloy is sealed in an arc tube may be used.
【0016】さらに、請求項9の発明によって、両端に
封止部を有する発光管内に、一対の電極が対向配置さ
れ、該封止部が、発光管と同材質の非導電性粉末と、導
電性粉末とを長さ方向に連続的または段階的に異なる比
率で混合して成形して一端側を非導電性とし他端側を導
電性とした機能性傾斜材料からなる請求項6に記載の希
ガス放電ランプとしてもよい。Further, according to the ninth aspect of the present invention, a pair of electrodes are disposed opposite to each other in an arc tube having a sealing portion at both ends, and the sealing portion is formed of a non-conductive powder of the same material as the arc tube and a conductive material. The functional powder according to claim 6, wherein the functional powder is mixed with the functional powder continuously or stepwise in the length direction at a different ratio and molded to form a functionally graded material having one end non-conductive and the other end conductive. A rare gas discharge lamp may be used.
【0017】そして、請求項10の発明によって、セラ
ミックス製発光管の電極芯線に金属ニオブ(Nb)を使
用した希ガス放電ランプにおいて、放電空間に露出した
Nb製電極芯線をモリブデンで覆った請求項6に記載の
希ガス放電ランプしてもよい。According to the tenth aspect of the present invention, in the rare gas discharge lamp using metal niobium (Nb) for the electrode core of the ceramic arc tube, the Nb electrode core exposed to the discharge space is covered with molybdenum. The rare gas discharge lamp described in 6 may be used.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明を、図面に基づいて説明す
る。図9は本発明に係る有電極タイプのショートアーク
型の希ガス放電ランプの概略図を示す。発光管1はシリ
カガラス製であり、該発光管1は両端に封止部2を有し
ており、該発光管内には、一対の電極3、4が対向配置
されている。5はベースであり、9はチップ管部であ
る。発光管1内には所定量のAr、Kr、Xe、のいず
れかの単体ガスあるいはその複数種の混合ガスが封入さ
れ、前記希ガスとともに、微量の水素ガスが封入されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a schematic view of an electrode type short arc type rare gas discharge lamp according to the present invention. The arc tube 1 is made of silica glass. The arc tube 1 has sealing portions 2 at both ends, and a pair of electrodes 3 and 4 are arranged inside the arc tube. 5 is a base and 9 is a tip tube part. The arc tube 1 is filled with a predetermined amount of a single gas of Ar, Kr, or Xe or a mixed gas of a plurality thereof, and a small amount of hydrogen gas is sealed together with the rare gas.
【0019】希ガスとしてArのみを室温で26at
m、16atm、7atm封入した放電ランプをそれぞ
れ1本づつ基準ランプとして作製し、本発明ランプとし
て、前記それぞれのAr封入圧の放電ランプにおいて、
対Arの水素ガス封入モル比を種々変化させて水素ガス
を封入した放電ランプをそれぞれ複数本作製し、波長域
200〜800nmまでの範囲で発光強度を測定した。
その発光強度の積分値をランプ電力で除した値、すなわ
ち発光効率を水素ガスの封入モル比に対して表したのが
図2である。図2では水素濃度が0でAr封入圧力が2
6atmの時の発光効率を1としてデータを整理してい
る。Only Ar is used as a rare gas at room temperature at 26 at.
m, 16 atm, 7 atm sealed discharge lamps are manufactured one by one as reference lamps.
A plurality of discharge lamps each containing hydrogen gas were prepared by changing the hydrogen gas charging molar ratio of Ar to hydrogen in various ways, and the emission intensity was measured in a wavelength range of 200 to 800 nm.
FIG. 2 shows a value obtained by dividing the integrated value of the luminous intensity by the lamp power, that is, the luminous efficiency with respect to the charged molar ratio of hydrogen gas. In FIG. 2, the hydrogen concentration is 0 and the Ar sealing pressure is 2
The data is organized assuming that the luminous efficiency at 6 atm is 1.
【0020】図2をみると、対Arの水素ガスの封入モ
ル比が7.5×10−2までは発光効率が増加し、Ar
のみを封入した場合に比べて2倍以上の発光効率となる
ことがわかる。Referring to FIG. 2, the luminous efficiency increases when the molar ratio of hydrogen gas to Ar is 7.5 × 10 −2.
It can be seen that the luminous efficiency is twice or more as compared with the case where only is sealed.
【0021】しかし、それ以上の量の水素ガスを封入す
ると、発光効率は徐々に減少し、封入モル比が0.6を
越えるとほぼArのみを封入した場合と等しくなる。な
お、この水素ガスを希ガス(Ar)と同時に封入したと
きの発光効率の上昇挙動は封入ガス圧力を変化させても
同等であることも図2から読みとれる。前記の同等と
は、圧力変化しても、発光効率の上昇率は同じであると
いう意味である。図3には発光効率の上昇率10%近傍
の拡大図を示す。Arのみを封入した希ガス放電ランプ
より10%の効率改善をするためには、図中に26at
mを例に挙げ10%ラインを引いたが、対Arの水素ガ
スの封入モル比は1×10−3以上0.5以下であるこ
とが必要であることがわかる。なお、上記例では、希ガ
スとして純Arについて実験したが、Arの他に若干量
のKrやXe等他の希ガスがArと一緒に封入された場
合も、上記と同様な効果が見込まれる。However, when a larger amount of hydrogen gas is filled, the luminous efficiency gradually decreases, and when the filling molar ratio exceeds 0.6, it becomes almost equal to the case where only Ar is filled. FIG. 2 also shows that the increasing behavior of the luminous efficiency when hydrogen gas is sealed at the same time as the rare gas (Ar) is the same even when the sealing gas pressure is changed. The above-mentioned equivalent means that the rate of increase in luminous efficiency is the same even if the pressure changes. FIG. 3 is an enlarged view showing a luminous efficiency increase rate near 10%. In order to improve the efficiency by 10% over the rare gas discharge lamp in which only Ar is sealed, 26 at
Although a 10% line was drawn using m as an example, it can be seen that the charged molar ratio of hydrogen gas of Ar to Ar must be 1 × 10 −3 or more and 0.5 or less. In the above example, pure Ar was used as the rare gas. However, the same effect as described above can be expected when a small amount of other rare gas such as Kr or Xe is sealed together with Ar in addition to Ar. .
【0022】図4はArに代えてKrを封入希ガスと
し、図2と同等の実験をしたものである。図4からは、
Arのときと同じく、水素ガスの封入モル比が対Kr比
で7.5×10−2までの範囲では発光強度が上昇し、
水素ガスの封入モル比が0.4を越えるとほぼKrのみ
封入した場合と等しくなる。図5には発光効率の上昇率
10%近傍の拡大図を示すが、Krのみを封入した希ガ
ス放電ランプより10%の効率改善をするためには、対
Krの水素ガスの封入モル比は5×10−3以上0.3
以下であることが必要であることがわかる。なお、ここ
では希ガスとして純Krについて実験したが、Krの他
に若干量のArやXe等他の希ガスがKrと一緒に封入
された場合も、上記と同様な効果が見込まれる。FIG. 4 shows an experiment similar to that of FIG. 2 in which Kr is used as the sealed rare gas instead of Ar. From FIG.
As in the case of Ar, the emission intensity increases when the molar ratio of charged hydrogen gas to the Kr ratio is up to 7.5 × 10 −2 ,
When the charged molar ratio of hydrogen gas exceeds 0.4, it is almost equal to the case where only Kr is charged. FIG. 5 is an enlarged view showing a luminous efficiency increase rate in the vicinity of 10%. In order to improve the efficiency by 10% compared to a rare gas discharge lamp in which only Kr is sealed, the filling molar ratio of hydrogen gas to Kr is 5 × 10 -3 or more 0.3
It turns out that it is necessary to be: Although an experiment was conducted with pure Kr as a rare gas, the same effect as described above can be expected when a small amount of another rare gas such as Ar or Xe is sealed together with Kr in addition to Kr.
【0023】図6はArに代えてXeを封入希ガスと
し、図2と同等の実験をしたものである。図6からは、
Arのときと同じく、水素ガスの封入モル比が対Xe比
で7.5×10−2までは発光強度が上昇し、その後水
素ガスの封入量が増えるに従い、発光強度は減少し、水
素ガスの封入モル比が0.2を越えるとほぼXeのみの
場合と等しくなる。図7には発光効率の上昇率10%近
傍の拡大図を示すが、Xeのみを封入した希ガス放電ラ
ンプより10%の効率改善をするためには、対Xeの水
素ガスの封入モル比は1×10−2以上0.2以下であ
ることが必要であることがわかる。なお、ここでは希ガ
スとして純Xeについて実験したが、Xeの他に若干量
のArやKr等他の希ガスがXeと一緒に封入された場
合も、上記と同様な効果が見込まれる。FIG. 6 shows an experiment similar to that of FIG. 2 in which Xe is used as the sealed rare gas instead of Ar. From FIG. 6,
As in the case of Ar, the emission intensity increases until the molar ratio of charged hydrogen gas to Xe ratio is 7.5 × 10 −2 , and then the emitted light intensity decreases as the amount of charged hydrogen gas increases, and the hydrogen gas decreases. Is greater than 0.2, it is almost equal to the case of only Xe. FIG. 7 is an enlarged view showing a luminous efficiency increase rate of about 10%. In order to improve the efficiency by 10% compared to a rare gas discharge lamp containing only Xe, the charged molar ratio of hydrogen gas to Xe must be as follows. It is understood that it is necessary to be 1 × 10 −2 or more and 0.2 or less. Here, although an experiment was conducted using pure Xe as a rare gas, the same effect as described above can be expected when a small amount of another rare gas such as Ar or Kr is sealed together with Xe in addition to Xe.
【0024】さらに、対Xeの水素ガスの封入モル比を
5×10−2以上0.09以下とすると、効率が一層改
善され、実に驚くことに100%以上もの改善がされ
る。各種希ガスとも、実験は2atm以上の封入圧力で
行われ、図11に示すようなマイクロ波放電など無電極
ランプは良好な経時特性を示すのだが、図9に示すよう
なショートアーク放電の有電極ランプでは5atm以下
の圧力にて100時間以内の点灯した後の電極の損傷は
激しく、特別に設計された光学系には光源として適合し
なくなるため、5atm以上の封入圧力にすることが望
ましい。また、発光管内の圧力の上限は本発明では次式
(数1)に従って定めて実験した。Further, when the filling molar ratio of hydrogen gas to Xe is 5 × 10 −2 or more and 0.09 or less, efficiency is further improved, and surprisingly 100% or more. Experiments were carried out with various rare gases at a sealed pressure of 2 atm or more. Electrodeless lamps such as microwave discharge as shown in FIG. 11 show good aging characteristics, but short arc discharge as shown in FIG. In an electrode lamp, the electrode is severely damaged after lighting within 5 hours at a pressure of 5 atm or less, and is not suitable as a light source for a specially designed optical system. Further, in the present invention, the upper limit of the pressure in the arc tube was determined according to the following equation (Equation 1), and an experiment was performed.
【0025】[0025]
【数1】P=2σ(r2−r1)2×(r2+r1)/
(r2 2+r1 2)×r1 P = 2σ (r 2 −r 1 ) 2 × (r 2 + r 1 ) /
(R 2 2 + r 1 2 ) × r 1
【0026】ここで、Pはランプの動作圧力、σは発光
管を形成する材料の引っ張り強度で例えばシリカガラス
の場合は48MPa、r1は発光管内部で最大である部
分の内半径、r2は発光管で最大である部分の外半径で
ある。圧力上限以内で発光効率は圧力が高いほど高いこ
とが判明した。Here, P is the operating pressure of the lamp, σ is the tensile strength of the material forming the arc tube, for example, 48 MPa in the case of silica glass, r 1 is the inner radius of the maximum portion inside the arc tube, r 2 Is the outer radius of the largest part of the arc tube. It was found that within the upper limit of the pressure, the luminous efficiency was higher as the pressure was higher.
【0027】図8にはXe、Kr、Arそれぞれと水素
ガスを混合封入したときの、発光効率に及ぼす効果をま
とめて示した。すなわち、希ガスのみの放電の200〜
800nmの波長の光の積分強度の発光効率に比べ10
%、50%、100%増加する水素ガス混入モル比の範
囲であるが、水素ガスを混合することによる発光効率へ
の効果が最も広い濃度範囲で現れる希ガスはArであ
り、Kr、Xeの順に狭くなった。FIG. 8 shows the effects on the luminous efficiency when Xe, Kr, and Ar and hydrogen gas are mixed and sealed. That is, the discharge of only rare gas from 200 to
10 times higher than the luminous efficiency of the integrated intensity of the 800 nm wavelength light.
%, 50%, and 100% increase in the molar ratio of mixed hydrogen gas, the rare gas which appears in the widest concentration range in which the effect on the luminous efficiency by mixing the hydrogen gas appears is Ar, and the rare gas of Kr and Xe is It narrowed in order.
【0028】水素添加による発光効率増加の機構はいく
つか考えられる。プラズマ中での水素と電子との衝突は
Xeなどの希ガスに比べて非弾性的であるため、電子は
二原子分子である水素との衝突で持てるエネルギーの多
くを失う。また水素はその励起エネルギーレベルがXe
のそれより高いためにプラズマの励起やイオン化過程に
現れないためにスペクトルには殆ど影響を及ぼさない。There are several possible mechanisms for increasing the luminous efficiency by adding hydrogen. Since collision between hydrogen and electrons in plasma is less elastic than a rare gas such as Xe, electrons lose much of the energy they have in collision with hydrogen, which is a diatomic molecule. Hydrogen has an excitation energy level of Xe
, Which has little effect on the spectrum because it does not appear in the plasma excitation or ionization process.
【0029】さらに水素の電気伝導度はXeのそれより
低く、混合状態で存在する場合にはXeアークプラズマ
の電気伝導度を下げる。また、水素は熱伝導度が高いガ
スであり、一方でアークから熱を奪い効率を下げ、回り
のガスに熱を与えるが、他方ではアークで解離した水素
分子が比較的温度の低いアーク付近で再結合し、1分子
当たり4.52eVのエネルギーを放出する。その結果
として、アークは絞られるが、これにより、高輝度部分
が多くなると考えられる。Furthermore, the electric conductivity of hydrogen is lower than that of Xe, and when present in a mixed state, the electric conductivity of Xe arc plasma is lowered. Hydrogen is a gas with high thermal conductivity.On the other hand, it removes heat from the arc and lowers the efficiency, giving heat to the surrounding gas.On the other hand, hydrogen molecules dissociated by the arc cause hydrogen molecules near the relatively low temperature arc. Recombines and emits 4.52 eV of energy per molecule. As a result, the arc is narrowed, which is considered to increase the high-luminance portion.
【0030】さらに、発明者らは希ガスとしてHeの使
用も検討しており、Xe、Kr、Arの内の少なくとも
1種の希ガスに対して、Heをランプに他の希ガスに対
する封入モル比で0.01〜0.2の割合で封入するこ
とによって、希ガス放電ランプの効率が10%以上増加
することが判明した。また、各希ガスとも既に水素の例
で図2〜図7に示した通り、概略同様な傾向にあって、
少なくともXe放電ランプのときの対XeのHeガス封
入比1×10−2〜0.2において効率改善が確認され
た。Heもまた水素と類似して、イオン化ポテンシャル
が高く、また熱伝導度が高いため、水素と同様の効果が
現れたものと思われる。Further, the inventors are also studying the use of He as a rare gas, and He is used to fill at least one rare gas of Xe, Kr, and Ar into a lamp. It has been found that the efficiency of the rare gas discharge lamp is increased by 10% or more by enclosing at a ratio of 0.01 to 0.2. In addition, as shown in FIGS. 2 to 7, each of the rare gases has a similar tendency as already shown in FIGS.
Efficiency improvement was confirmed at least in the He gas filling ratio of Xe to Xe discharge lamp of 1 × 10 −2 to 0.2. Since He also has a high ionization potential and a high thermal conductivity, similar to hydrogen, it is considered that the same effect as that of hydrogen has appeared.
【0031】希ガス放電ランプにおいて、水素ガスが希
ガス中に存在すると、ランプ電圧が上昇する。ランプ電
圧の上昇は希ガスのみを封入した場合の放電に比べて水
素ガスを対希ガス封入モル比で2.5×10−2にした
とき、30%増に達するが、この作用によりランプ電流
を30%減じた点灯が可能になる。すなわち、安定器の
容量が小さくなり、希ガスランプ用電源は小型化でき
る。In a rare gas discharge lamp, when hydrogen gas is present in the rare gas, the lamp voltage increases. The increase in the lamp voltage is increased by 30% when the molar ratio of the hydrogen gas to the rare gas is set to 2.5 × 10 −2 compared to the discharge when only the rare gas is sealed. Lighting can be reduced by 30%. That is, the capacity of the ballast is reduced, and the power supply for the rare gas lamp can be reduced in size.
【0032】以上のように本発明の課題は解決される
が、水素を希ガス放電ランプに添加することで、色温度
が変動して実使用において不具合が生じないか確認実験
を行った。希ガスとしてXeのみを室温(本願では25
゜±5゜C)で26atm封入した、消費電力が150
Wの有電極のショートアーク放電ランプを基準ランプと
して準備した。そして本発明の具体的ランプの例とし
て、ランプ形状および消費電力等封入ガス以外の仕様は
前記基準ランプと同等にして、水素ガスをXeに対して
のモル比で2.5×10−2の割合で水素ガスを封入し
たランプ(ランプ1)と、同じく7.5×10−2の割
合で水素ガスを封入したランプ(ランプ2)を作製し
た。Although the object of the present invention can be solved as described above, an experiment was conducted to confirm whether adding a hydrogen gas to a rare gas discharge lamp would change the color temperature and cause problems in actual use. Xe alone as a rare gas at room temperature (25 in this application)
(±± 5 ° C) 26atm sealed, power consumption is 150
A short arc discharge lamp having a W electrode was prepared as a reference lamp. Then, as an example of a specific lamp of the present invention, the specifications other than the sealing gas such as the lamp shape and power consumption are the same as those of the above-mentioned reference lamp, and the molar ratio of hydrogen gas to Xe is 2.5 × 10 −2 . A lamp filled with hydrogen gas at a ratio (Lamp 1) and a lamp filled with hydrogen gas at a ratio of 7.5 × 10 −2 (Lamp 2) were produced.
【0033】そして、その発光スペクトルが水素ガスの
添加により変化するかを調べた結果が図1である。同図
から、Xeのみ封入した基準ランプと水素ガスを7.5
×10−2の対Xe封入モル比で封入したランプ2で
は、スペクトルの形状は同等であることから放電の色温
度に変化は現れないことがわかる。すなわち、前述の各
実施例で示したランプにおいても、使用に際して問題な
いことが分かった。FIG. 1 shows the result obtained by examining whether the emission spectrum changes with the addition of hydrogen gas. From the figure, it can be seen that the reference lamp filled with only Xe and the hydrogen gas were 7.5.
In the lamp 2 was sealed against Xe inclusion molar ratio of × 10 -2, the shape of the spectrum it can be seen that not appear change the color temperature of the discharge from being comparable. That is, it was found that there was no problem in using the lamp shown in each of the above embodiments.
【0034】希ガスと水素の混合ガスはある所望の比率
で発光管に気体として封入することもできるが、点灯特
性をさらによくするために、発光管内でランプ動作時の
み水素ガスが混合しているガス雰囲気も実現できる。す
なわち、水素吸蔵金属、例えば、チタニウムを代表とす
るIVa族金属、バナジウムを代表とするVa族金属、
ランタンを代表とするランタン系希土類金属、または、
これらの金属を含む合金に予め所定量の水素を吸蔵させ
ておき、発光管のある部分、例えば、図9で示すと陽極
の胴部6や芯線部7などランプ動作により600°C以
上になる部位であって、固定できる部位に配設してお
く。例えばコイル状に成形した水素吸蔵金属をランプ動
作により600°C以上になる部位に巻き付けるなどし
て固定できる。A mixed gas of a rare gas and hydrogen can be sealed as a gas in the arc tube at a desired ratio. However, in order to further improve the lighting characteristics, hydrogen gas is mixed in the arc tube only during lamp operation. Gas atmosphere can be realized. That is, a hydrogen storage metal, for example, a Group IVa metal represented by titanium, a Group Va metal represented by vanadium,
Lanthanum-based rare earth metal represented by lanthanum, or
A predetermined amount of hydrogen is previously absorbed in an alloy containing these metals, and the temperature becomes 600 ° C. or more by a lamp operation such as a certain portion of the arc tube, for example, the body 6 and the core 7 of the anode as shown in FIG. It is a part that can be fixed. For example, the hydrogen storage metal formed into a coil shape can be fixed by winding it around a portion where the temperature becomes 600 ° C. or higher by a lamp operation.
【0035】水素吸蔵金属の配設部位では、ランプ動作
時に昇温によって吸蔵された水素分子が放出される。そ
の放出量は金属の量とランプ動作中の該配設部の温度、
そしてその温度での該水素吸蔵金属の水素に対する飽和
濃度で決まるものである。ランプが消灯され、該水素吸
蔵金属の温度が低下すると気相に放出していた水素は再
び水素吸蔵金属内に戻り、放電空間には希ガスだけが存
在し、再点灯時の点灯電圧が高くなることはない。な
お、水素ガスの代わりに重水素ガスとした場合も水素吸
蔵合金は使用でき、前述の各実施例において、水素ガス
のかわりに重水素ガスを使用できる。At the portion where the hydrogen storage metal is provided, the stored hydrogen molecules are released by raising the temperature during lamp operation. The amount of release depends on the amount of metal and the temperature of the installation during lamp operation,
It is determined by the saturation concentration of the hydrogen storage metal with respect to hydrogen at that temperature. When the lamp is turned off and the temperature of the hydrogen storage metal decreases, the hydrogen released in the gas phase returns to the hydrogen storage metal again, and only a rare gas is present in the discharge space. It will not be. Note that a hydrogen storage alloy can also be used when deuterium gas is used instead of hydrogen gas. In each of the above-described embodiments, deuterium gas can be used instead of hydrogen gas.
【0036】希ガスとしてXeを室温で約15atm封
入したランプにおいて、水素吸蔵金属としてジルコニウ
ムを使用した場合、ジルコニウムは約600°Cで水素
の吸収放出の可逆反応を起こすので、点灯時には所定の
水素量を発光管内に維持し、消灯時には、発光管内の温
度が低下し発光管内には希ガスのみ存在することにな
る。When zirconium is used as a hydrogen storage metal in a lamp containing Xe as a rare gas at room temperature at about 15 atm, zirconium causes a reversible reaction of absorption and release of hydrogen at about 600 ° C. When the amount is maintained in the arc tube and the light is turned off, the temperature in the arc tube decreases, and only the rare gas is present in the arc tube.
【0037】次に、希ガス放電ランプの発光効率を高く
維持し、放電電圧を増加させるためには、放電空間の水
素濃度を所定値に保持する必要がある。発光管材料にシ
リカガラスを用いると、水素ガスが放電空間より拡散散
逸する懸念がある。発明者らは放電空間に水素が一定濃
度で長時間に亘って存在するような工夫を試みた。Next, in order to keep the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp high and increase the discharge voltage, it is necessary to maintain the hydrogen concentration in the discharge space at a predetermined value. When silica glass is used for the arc tube material, there is a concern that hydrogen gas diffuses and escapes from the discharge space. The inventors have tried to make the discharge space have a constant concentration of hydrogen for a long time.
【0038】具体的には、発光管を二重管構造にし、所
望の水素濃度とした希ガスと水素の混合ガスを内管と外
管の間の空間と内管内部のいずれにも同濃度にて封入し
ておく。水素ガスのシリカガラスを通した拡散散逸は外
管から起こるが、ランプ動作中の外管の温度は低く、外
管からの水素ガスの拡散散逸は起こりにくく、内管内部
からの水素ガスの拡散散逸は非常に遅れ、ランプの実用
的使用時間中、水素ガス濃度低下が原因と思われるラン
プの発光効率の低下はなかった。また、外管の材質をア
ルミノ珪酸ガラス、硼珪酸ガラスなどSiO2以外の元
素を10%以上含むガラスにしても水素濃度低下が原因
と思われる発光効率の低下はなかったことも確認してい
る。Specifically, the arc tube has a double tube structure, and a mixed gas of a rare gas and hydrogen having a desired hydrogen concentration is supplied to the space between the inner tube and the outer tube and to the inside of the inner tube at the same concentration. To be enclosed. Hydrogen gas diffuses and diffuses through the silica glass from the outer tube.However, the temperature of the outer tube during the lamp operation is low, diffusion of hydrogen gas from the outer tube is unlikely to occur, and hydrogen gas diffuses from the inner tube inside. Dissipation was very delayed, and there was no decrease in the luminous efficiency of the lamp during the practical use of the lamp, which could be attributed to the reduced hydrogen gas concentration. It has also been confirmed that even when the outer tube is made of glass containing at least 10% of an element other than SiO 2 , such as aluminosilicate glass or borosilicate glass, there was no decrease in luminous efficiency, which is considered to be caused by a decrease in hydrogen concentration. .
【0039】また、水素分子の発光管からの散逸は拡散
係数がシリカガラスより数桁低いセラミックス製の発光
管を用いることによっても防止できた。具体的には透光
性アルミナセラミックスの焼結体を発光管とした。希ガ
スとしてXeを選定し実験したところ、1000時間に
亘り従来の希ガス放電灯と比較したが、水素ガスを7.
5×10−2まで封入した場合も従来の希ガス放電灯と
光束変化は大差なく、発光効率も従来の希ガス放電ラン
プに比べて2.2倍を高さを維持し続けた。セラミック
ス製発光管は直線透過率がシリカガラスより30%以上
も低い。The escape of hydrogen molecules from the arc tube could also be prevented by using a ceramic arc tube having a diffusion coefficient several orders of magnitude lower than that of silica glass. Specifically, a sintered body of translucent alumina ceramics was used as an arc tube. When Xe was selected as a rare gas and an experiment was performed, the hydrogen gas was compared with a conventional rare gas discharge lamp for 1,000 hours.
Even when sealed up to 5 × 10 -2 , the luminous flux change was not much different from that of the conventional rare gas discharge lamp, and the luminous efficiency continued to be 2.2 times higher than that of the conventional rare gas discharge lamp. The arc tube made of ceramic has a linear transmittance lower than that of silica glass by 30% or more.
【0040】よって、水平放射強度で効率を比較した場
合、30%程度の効率低下が予期されたが、予想外に効
率低下分はそれほど大きくはなく、水素ガスの封入モル
比がXeに対して7.5×10−2の場合はシリカガラ
ス製のXe放電ランプの発光効率の2倍もあった。これ
は、透光性セラミックス製発光管を使用することによ
り、従来のシリカガラス製発光管より屈折率が必然的に
高くなり、発光管内での光の重複反射によって発光管内
のガスの温度を高く維持でき、その効果によりアーク温
度が高くなり、励起状態へ励起される発光種の原子数が
増えるために発光効率が向上するものと考えられる。Therefore, when the efficiency was compared with the horizontal radiation intensity, a decrease in efficiency of about 30% was expected. However, unexpectedly, the decrease in efficiency was not so large, and the molar ratio of hydrogen gas charged to Xe was small. In the case of 7.5 × 10 −2 , the luminous efficiency was twice as high as that of the Xe discharge lamp made of silica glass. This is because the use of a translucent ceramic arc tube inevitably results in a higher refractive index than conventional silica glass arc tubes, and increases the temperature of the gas inside the arc tube due to the repeated reflection of light within the arc tube. It can be considered that the luminous efficiency can be maintained because the effect increases the arc temperature and increases the number of atoms of the luminescent species excited to the excited state.
【0041】なお、透光性セラミックスとしてはイット
リウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)製やジル
コニアセラミックスとしてもよい。透光性セラミックス
製発光管を使用した場合、封止部の封じきり方法は電極
のリード部を形成するニオブ管と発光管の間にガラス状
フリットを流し込む、フリットシールが行われていた。
通常、ニオブ管は発光管内で露出しており、上述したよ
うにニオブの水素吸蔵の特性によって、幾分かの水素ガ
スまたは重水素ガスがニオブ管に吸収されたりして散逸
し水素濃度が減少するので、水素散逸防止の他の方法も
検討した。The translucent ceramic may be made of yttrium aluminum garnet (YAG) or zirconia ceramic. When an arc tube made of translucent ceramics is used, a frit seal in which a glass frit is poured between a niobium tube forming a lead portion of an electrode and the arc tube has been used as a sealing method of a sealing portion.
Normally, the niobium tube is exposed in the arc tube, and as described above, due to the hydrogen storage characteristics of niobium, some hydrogen gas or deuterium gas is absorbed by the niobium tube and dissipated, reducing the hydrogen concentration. Therefore, other methods for preventing hydrogen dissipation were also studied.
【0042】透光性セラミックス製発光管を使用した場
合には、一般的に電極芯線としてニオブを使用する。ニ
オブは水素吸蔵金属のひとつであるので、発明者らは放
電空間に露出するニオブ製電極芯線の表面にモリブデン
被覆を形成し、水素分子の発光管からの減少を防止して
これに成功した。具体的には、電極芯線としてのニオブ
製パイプの線引き加工時にニオブ製パイプにモリブデン
製パイプを被せ、双方一緒に線引きして1.4mmの管
径のパイプにする。このように加工したパイプの発光管
封止部部分にあたる部分の外皮のモリブデン被覆は、該
封止部での気密封止性を確保するために封止加工前に取
り去るようにし、封止部内で露出したニオブとフリット
ガラスで封止される。When an arc tube made of translucent ceramics is used, niobium is generally used as the electrode core wire. Since niobium is one of the hydrogen storage metals, the inventors succeeded in forming a molybdenum coating on the surface of the niobium electrode core exposed in the discharge space to prevent the reduction of hydrogen molecules from the arc tube. Specifically, a niobium pipe is covered with a molybdenum pipe at the time of drawing a niobium pipe as an electrode core wire, and both are drawn together to form a pipe having a diameter of 1.4 mm. The molybdenum coating of the outer skin of the portion corresponding to the arc tube sealing portion of the pipe thus processed is removed before the sealing process in order to ensure the hermetic sealing at the sealing portion. Sealed with exposed niobium and frit glass.
【0043】ニオブ管を排気管兼電極芯線として使い、
セラミックス発光管とフリットガラスで気密に封止する
従来の方法とは異なり、封止部に発光管と同材質の非導
電性粉末と導電性粉末とを長さ方向に連続的にまたは段
階的に異なる比率で混合して成形し、一端側を非導電性
とし、他端側を導電性とした機能性傾斜材料からなる封
止材を利用するのである。機能性傾斜材料からなる封止
部材を用いて気密封止をするため、封止部にはもはやニ
オブ管など水素吸蔵金属が不要となり、放電空間内にニ
オブ製部材が突出することがなく、封入した水素ガスは
拡散散逸することがない。また、機能性傾斜材料を使用
することで発光管端部の寸法が短くなりランプは小型で
コンパクトになる。その実施例を図10に示す。ランプ
構成要素の番号と名称は図9と同様であり、8が機能性
傾斜材料である。Using a niobium tube as an exhaust tube and an electrode core,
Unlike the conventional method of hermetically sealing with a ceramic arc tube and frit glass, a non-conductive powder and a conductive powder of the same material as the arc tube are continuously or stepwise in the length direction in the sealing portion. Mixing and molding at different ratios, a sealing material made of a functionally graded material having one end non-conductive and the other end conductive is used. Hermetic sealing using a sealing member made of a functionally graded material eliminates the need for a hydrogen-absorbing metal such as a niobium tube in the sealing portion, and prevents the niobium-made member from protruding into the discharge space, thus enclosing it. The hydrogen gas does not diffuse and dissipate. Further, by using the functionally graded material, the size of the arc tube end is shortened, and the lamp is small and compact. An example is shown in FIG. The numbers and names of the lamp components are the same as in FIG. 9, and 8 is a functionally graded material.
【0044】また、本発明は、有電極放電ランプであっ
ても、無電極放電ランプであっても同じように適用され
るものである。図11に無電極ランプの構成図を示す。
10が発光管、11はマイクロ波発生器としてのマグネ
トロン、12、13はループアンテナ、14は導波管、
15は点灯始動用ランプである。また、本発明は交流点
灯および直流点灯のいずれであっても適用される。The present invention is similarly applied to an electroded discharge lamp and an electrodeless discharge lamp. FIG. 11 shows a configuration diagram of the electrodeless lamp.
10 is an arc tube, 11 is a magnetron as a microwave generator, 12 and 13 are loop antennas, 14 is a waveguide,
Reference numeral 15 denotes a lighting start lamp. Further, the present invention is applicable to both AC lighting and DC lighting.
【0045】[0045]
【発明の効果】希ガス放電ランプにおいて、希ガスに加
えて、当該希ガスの種類に応じて、該希ガスとの封入モ
ル比を所定の範囲にて水素ガスまたは重水素ガスを封入
することにより、発光効率は従来の希ガス放電ランプに
比べて、10〜100%の範囲で向上し、点灯時のラン
プ電流を減少させ、ランプ電圧を増加させることが可能
となり、点灯電源を小型化できる。また、発光管内にA
r、Kr、Xeの内の少なくとも1種の希ガスを封入し
た希ガス放電ランプにおいて、前記希ガスに対する封入
モル比で所定量のHeを封入した希ガス放電ランプにお
いても、発光効率は従来の希ガス放電ランプに比べて、
10〜100%の範囲で向上する。According to the rare gas discharge lamp, in addition to the rare gas, hydrogen gas or deuterium gas is sealed in a predetermined molar ratio with the rare gas according to the kind of the rare gas. As a result, the luminous efficiency is improved in the range of 10 to 100% as compared with the conventional rare gas discharge lamp, the lamp current at the time of lighting can be reduced, the lamp voltage can be increased, and the lighting power source can be downsized. . Also, A
In the rare gas discharge lamp in which at least one of r, Kr, and Xe is sealed, the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp in which a predetermined amount of He is sealed in a mole ratio of the rare gas to the rare gas is the same as that of the conventional lamp. Compared to rare gas discharge lamps,
It improves in the range of 10 to 100%.
【図1】 希ガスがXeのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光スペクトルの測定結果を示す。FIG. 1 shows a measurement result of an emission spectrum of a rare gas discharge lamp of the present invention when the rare gas is Xe.
【図2】 希ガスがArのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果を示す。FIG. 2 shows a measurement result of a relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the filling ratio of hydrogen gas when the rare gas is Ar.
【図3】 希ガスがArのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果における、発光効率の上昇率10%近傍の拡大図を示
す。FIG. 3 is an enlarged view of the measurement result of the relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the filling ratio of hydrogen gas when the rare gas is Ar in the vicinity of a 10% increase in luminous efficiency.
【図4】 希ガスがKrのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果を示す。FIG. 4 shows the measurement results of the relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the filling ratio of hydrogen gas when the rare gas is Kr.
【図5】 希ガスがKrのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果における、発光効率の上昇率10%近傍の拡大図を示
す。FIG. 5 is an enlarged view of the measurement result of the relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the filling ratio of hydrogen gas when the rare gas is Kr, in the vicinity of a 10% increase rate of the luminous efficiency.
【図6】 希ガスがXeのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果を示す。FIG. 6 shows the measurement results of the relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the hydrogen gas filling ratio when the rare gas is Xe.
【図7】 希ガスがXeのときの、本発明の希ガス放電
ランプの発光効率と水素ガスの封入割合の関係の測定結
果における、発光効率の上昇率10%近傍の拡大図を示
す。FIG. 7 is an enlarged view of the measurement result of the relationship between the luminous efficiency of the rare gas discharge lamp of the present invention and the enclosing ratio of hydrogen gas when the rare gas is Xe, near the luminous efficiency increase rate of about 10%.
【図8】 Xe、Kr、Arと水素ガスを混合封入した
ときの、それぞれの場合の発光効率に及ぼす水素ガス封
入効果を示す図である。FIG. 8 is a view showing a hydrogen gas sealing effect on luminous efficiency in each case when Xe, Kr, Ar and hydrogen gas are mixed and sealed.
【図9】 本発明の実施例の有電極タイプのショートア
ーク型の希ガス放電ランプの概略図を示す。FIG. 9 is a schematic view of an electrode type short arc type rare gas discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
【図10】 封止部に機能性傾斜材料を使用した本発明
に係る有電極タイプにショートアーク型の希ガス放電ラ
ンプの概略図を示す。FIG. 10 is a schematic view of a short arc type rare gas discharge lamp of an electrode type according to the present invention using a functionally graded material for a sealing portion.
【図11】 本発明の実施例の無電極タイプの希ガス放
電ランプの点灯装置を含めた構成図を示す。FIG. 11 is a configuration diagram including a lighting device for an electrodeless rare gas discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
1 発光管 2 封止部 3 電極 4 電極 5 ベース 6 陽極胴部 7 芯線部 8 機能性傾斜材料からなる封止部材 9 チップ管部 10 発光管 11 マグネトロン 12 ループアンテナ 13 ループアンテナ 14 導波管 15 点灯始動用ランプ REFERENCE SIGNS LIST 1 arc tube 2 sealing portion 3 electrode 4 electrode 5 base 6 anode body 7 core wire portion 8 sealing member made of functionally graded material 9 chip tube portion 10 arc tube 11 magnetron 12 loop antenna 13 loop antenna 14 waveguide 15 Lighting start lamp
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 61/36 H01J 61/36 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01J 61/36 H01J 61/36 C
Claims (10)
した希ガス放電ランプにおいて、Arに対する封入モル
比で1×10−3以上、0.5以下の量の水素ガス、あ
るいは重水素ガスを該発光管内に封入したことを特徴と
する希ガス放電ランプ。In a rare gas discharge lamp in which an argon gas (Ar) is sealed in an arc tube, a hydrogen gas or a deuterium gas in an amount of 1 × 10 −3 or more and 0.5 or less with respect to Ar is charged. A rare gas discharge lamp sealed in the arc tube.
入した希ガス放電ランプにおいて、Krに対する封入モ
ル比で5×10−3以上、0.3以下の量の水素ガス、
あるいは重水素ガスを該発光管内に封入したことを特徴
とする希ガス放電ランプ。2. A rare gas discharge lamp in which krypton gas (Kr) is sealed in an arc tube, a hydrogen gas having an amount of 5 × 10 −3 or more and 0.3 or less in a mole ratio of Kr to Kr.
Alternatively, a rare gas discharge lamp characterized in that deuterium gas is sealed in the arc tube.
した希ガス放電ランプにおいて、Xeに対する封入モル
比で1×10−2以上、0.2以下の量の水素ガス、あ
るいは重水素ガスを該発光管内に封入したことを特徴と
する希ガス放電ランプ。3. In a rare gas discharge lamp in which xenon gas (Xe) is sealed in an arc tube, a hydrogen gas or a deuterium gas in an amount of 1 × 10 −2 or more and 0.2 or less with respect to Xe is charged. A rare gas discharge lamp sealed in the arc tube.
した希ガス放電ランプにおいて、Xeに対する封入モル
比で5×10−2以上、0.09以下の量の水素ガス、
あるいは重水素ガスを該発光管内に封入したことを特徴
とする希ガス放電ランプ。4. In a rare gas discharge lamp in which xenon gas (Xe) is sealed in an arc tube, a hydrogen gas in an amount of 5 × 10 −2 or more and 0.09 or less in terms of a mole ratio of Xe to Xe.
Alternatively, a rare gas discharge lamp characterized in that deuterium gas is sealed in the arc tube.
くとも1種の希ガスを封入した希ガス放電ランプにおい
て、前記希ガスに対する封入モル比で1×10−2以
上、0.2以下の量のヘリウム(He)を該発光管内に
封入したことを特徴とする希ガス放電ランプ。5. A rare gas discharge lamp in which at least one of Ar, Kr, and Xe rare gas is sealed in an arc tube, wherein a mole ratio of the rare gas to the rare gas is 1 × 10 −2 or more and 0.2 or less. A rare gas discharge lamp characterized in that a quantity of helium (He) is sealed in the arc tube.
を特徴とした請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の
希ガス放電ランプ。6. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the arc tube is made of translucent ceramics.
管を水素ガスまたは重水素ガスと希ガスの混合ガスで充
填した第2の気密な容器に当該発光管を収納し、二重管
構造としたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のい
ずれかに記載の希ガス放電ランプ。7. An arc tube made of silica glass, and the arc tube is housed in a second hermetic container filled with hydrogen gas or a mixed gas of deuterium gas and a rare gas. The rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 5, wherein the rare gas discharge lamp has a structure.
ガス(Ar、Kr、Xe、He)と水素ガス、あるいは
重水素ガスの混合ガス状態をランプ動作中だけ実現させ
るために、水素吸蔵金属または水素吸蔵合金にあらかじ
め水素ガスを吸収させ、希ガスと共に前記水素吸蔵金属
または前記水素吸蔵合金を発光管内に封じ込めたことを
特徴とする希ガス放電ランプ。8. In order to realize a mixed gas state of a rare gas (Ar, Kr, Xe, He) and a hydrogen gas or a deuterium gas under the conditions of claim 1 only during lamp operation, A rare gas discharge lamp in which a hydrogen gas is previously absorbed in a hydrogen storage metal or a hydrogen storage alloy, and the hydrogen storage metal or the hydrogen storage alloy is sealed in an arc tube together with the rare gas.
の電極が対向配置され、該封止部が、発光管と同材質の
非導電性粉末と、導電性粉末とを長さ方向に連続的また
は段階的に異なる比率で混合して成形して一端側を非導
電性とし他端側を導電性とした機能性傾斜材料からなる
ことを特徴とする請求項6に記載の希ガス放電ランプ。9. A pair of electrodes are opposed to each other in an arc tube having a sealing portion at both ends, and the sealing portion is formed of a non-conductive powder of the same material as the arc tube and a conductive powder in a length direction. The rare gas according to claim 6, comprising a functionally graded material in which one end is made non-conductive and the other end is made conductive by continuously mixing or stepwise mixing at different ratios. Discharge lamp.
属ニオブ(Nb)を使用した希ガス放電ランプにおい
て、放電空間に露出した前記Nb製電極芯線をモリブデ
ン被膜で覆ったことを特徴とする請求項6に記載の希ガ
ス放電ランプ。10. A rare gas discharge lamp in which metal niobium (Nb) is used for an electrode core of a ceramic arc tube, wherein the Nb electrode core exposed to a discharge space is covered with a molybdenum coating. 7. The rare gas discharge lamp according to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35952696A JPH10144257A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Rare gas discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35952696A JPH10144257A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Rare gas discharge lamp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10144257A true JPH10144257A (en) | 1998-05-29 |
Family
ID=18464958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35952696A Pending JPH10144257A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Rare gas discharge lamp |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10144257A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005183356A (en) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | General Electric Co <Ge> | Sealing technique for hermetical lamp having uniquely sealed component and lamp |
KR100711943B1 (en) * | 2003-04-10 | 2007-05-02 | 오카야 덴기 산교 가부시키가이샤 | Discharge tube |
JP2010153292A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Ushio Inc | Discharge lamp |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP35952696A patent/JPH10144257A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100711943B1 (en) * | 2003-04-10 | 2007-05-02 | 오카야 덴기 산교 가부시키가이샤 | Discharge tube |
KR100735859B1 (en) | 2003-04-10 | 2007-07-04 | 오카야 덴기 산교 가부시키가이샤 | Discharge tube |
JP2005183356A (en) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | General Electric Co <Ge> | Sealing technique for hermetical lamp having uniquely sealed component and lamp |
JP4602691B2 (en) * | 2003-12-17 | 2010-12-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Sealing technology for sealed lamps with uniquely sealed components and lamps |
JP2010153292A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Ushio Inc | Discharge lamp |
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