JPS6072152A - 高効率ア−ク放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１ｆｔ気エネルギーを共鳴輻射に変換する含
水銀アーク放電装置に関するものである。％に本発明は
、効率の良い装置（けい光ランプ）を扶供するだめの改
良された水銀の同位体混合物に関ずろ。

従来技術とその問題点 水欽共Ｉｌｌ↓幅割における共鳴捕捉時間がげい光ラン
プの効率に重要な要素であることは以前から知られてい
た。共鳴捕捉時間が短かければけい光ランプの効率は上
がる。この点については米国特許第４．３７９．２５２
号を参照されたい。この特許にあっては、１９６Ｈｙ同
位体を自然存在比０１４６％からおよそ３〜５％にして
水銀の自然同位体混合物を濃縮することについて説明し
ている。これによってけい光ラングの効率を約６％高め
るという効果が生じる。

天然存在の水銀の同位体分布か　Ｈ，９［関しておよそ
０１４６％と仮定し、仮りにげいうＹ；ランプの効率を
約３％に高めると仮定する。このことは、微量の１９（
ＳＨｙ同位体について約２０倍の濃縮を意味する。この
ことば大量の水銀の処理によって、この効率を達成する
のに要する費用がさらにかなりかさむことを意味してい
る。

発明の目的 それゆえ、本発明の目的は先行技術の上記欠点を取り除
くことである。

本発明の他の目的は、含水銀アーク放電製置のだめの改
良された水銀の同位体混合物を提供することである。

本発明の他の目的は、前記目的に適う改良された水銀同
位体混合物を提供し、かつ費用のかからない改良された
水銀同位体混合物を提供できるようにすることである。

不発明のさらに他の目的は、けい光ランプのようなアー
ク放電装置用の改良された水銀同位体混合物であって、
共鳴捕捉時間が相当に短くなり、けい光ランプ効朶を高
め、さらに相当に少な℃・量の水優処坤しか必要としな
い改良された水銀同位体混合物を提供することである。

種々の濃縮手段を使って自然同位体組成を変える際の費
用の大半を゛よ、大部の天然水銀処理にかかる費用であ
ると思われるから、本発明は必然的に濃縮にかかる費用
の低温をもたらす。

本発明のさらに別の目的は、約３〜５Ｘの１９６１−１
　ｇを加える従来の技術と比較してそれよりも安く得ら
れる高効率叶い光ランプを提供することである。

発明の概要 本発明によると、電気エネルギーを共鳴輻射に変換する
含水銀アーク放電装置において、装置に封入される水銀
の同位体分布を天然水銀の同位体分布と異なったものと
することによって、共１ｊｉ！輻射の捕捉時間を短かく
して電気エネルギーを共１！β輻射に変換する効率を高
めている。封入水銀中の１９６％ｇ同位体は天然水銀よ
りも多く含まれ、４％またはそれ以下を含むように濃縮
されるとともに２００％ｇ以上の重い同位体の一部が取
り除かれる。

発明の構成 本発明の一面として、上述の目的を４１、共Ｉｌ！！　
’ｌｉｔ目５ｆ１時間が相当に短くそれゆえ叶い光ラン
プ効率が高い改良された水銀同位体混合物を用し６（シ
、それをアーク放電装置に用いることによって達成され
る。

それだけでなく、処理する水銀の量を減らしかつその際
にかかる濃縮の費用を安くしてけい光ランプの効率を高
めることができる。効率の向上は、天然水銀に含まれる
１９６％ｇ同位体の比率よりも大きな比率の１９６Ｈｙ
同位体、好ましくは、約１％またはそれ以下の１９６Ｈ
ｙ同位体を含むとともに、質量数２００以上の重い同位
体を部分的に除法した水銀を提供することにより達成さ
れる。したがって、本発明によると、重い水銀同位体の
含有量は、天然水銀のそれよりも少なくなる。一つ　９
６ の例として、水銀を　Ｈ，９１％を含むように濃２００
　２０１　２０２ 縮し、そして　Ｈ，９，ＨＪ、　Ｈｇを各々１／２．２
０４Ｈｙについては３／４を除去する。別の例としては
、水銀を１９６Ｈ９ｏ、５％を含むように４”３宿し、
そして　Ｈｇ、　Ｈ，９，２０２Ｈｇを各２００　２０
１ 々１／２．２０４Ｈｙについては３／４を除去する。こ
のようにして、いずれの例においても重い水銀同位体の
含有量は天然水銀のそれよりも少なくなる。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明のこれらおよびその他の目的や利点は、図面を参
照して行なった実施例についての説明から一層明らかと
なろう。

まず、けい光ランプの効率を旨めるために作られたｆｆ
ｒｊＭで改良された水銀同位体混合物について述べる。

けい光ランプおよび含水銀アーク放電装置の効率は、本
発明に依れば、装置に含まれる水銀の共鳴捕捉時間を短
かくするように水銀同位体混合比を変えることによって
高められるのである。

図は含水銀アーク放電装置を示す。この装置には、外囲
器１と両端に２つの電極２があることが示されている。

外囲器１の長さは４　ｆｔ　とすることかできる。外囲
器には水銀および不活性カス（たとえばアルゴン）とが
封入されている。

本発明の１実施例に従えば、他の同位体よりも　９６ 相対的に微量の　Ｈｇ同位体（好ましくは１５！６′ま
たはそれ以下）が濃縮に用いられる。以下に述　９６ ベろことは先に述べた　１４ｇを３〜５％に濃縮　９６ することとの比較である。　Ｈｇ同位体比が少ないので
、相当な費用が節約できる。なぜなら、種々の濃縮処理
をして自然同位体組成を変えることは、大量の天然水銀
処理を含むことになり費用がかかるからである。このよ
うにして、約３〜５９６ ％の　Ｈｇ同位体を単に封入するよりも安くげい光ラン
プの効率を高めることができる。

第１表は天然に存在する水銀の同位体分布を示す。

第１表 同位体（質量数）　自然存在比 １９６ｏ１４６％ １９８　１０．０％ １９９　１６．８％ ２００　２３．１％ ２０１　１３．２％ ２０２　２９．８％ ２０４　６．８５％ こ〜で今までに研死された２種類の水銀同位体混合物に
ついて２つの例を示す。第１番目のもの　９６ では、水銀は、　Ｈｇ同位体１％となるように２００　
２０１　２０２ 巴゛ン縮し、　Ｈｇ、Ｈｇ、Ｈ，９同位体を１／２．２
０４Ｈｙ同位体を３／４取り除く。この操作で以下の組
成になる。

同位体（質量数）　同位体比 ２０４　１．６９Ｘ 上記混合物では、その共鳴捕捉時間は自然混合物の０．
９倍である。言い換えると１０％改善され　９６ だのである。これは　Ｈｇ同位体を６〜５％含むように
混合物を濃縮することより得られる効率よりも大体３７
％低いだけである。一方、このような操作の利点は必要
とされる水銀の量の約２０〜６０倍を処理すル（５Ｘ／
　０．１４　、！Ｓ　）カわりに、約６倍（１Ｘ／　ｏ
、　１４６　）だけ処理すればよし・ことである。

重い同位体２００．Ｈｇ〜２０４Ｈｇを各々約／２取り
除くことに関連しである種の追加処理も行なわれる。そ
れでも、以前に行なわれた高濃縮の１邪に要求される操
作と比較してその約４０Ｘで済む。

それだり゛でなく、重い同位体の１／２が取り除かれる
ので、本発明の技術思想は気体拡散法などのような質量
依存機械的分離もしくはカルトロン（ｒＪｉ量分析法）
の使用や遠心分離法に特（（有用である。

上記手法は以前からある技術である。

処理される物質（水銀）の量は、必要とされる水銀の量
の約６倍を処理するようにあらかじめ上記例の半分とし
てもよい。これは、１９６Ｈｇ同位体を０．５％含むよ
うに天然水銀を濃縮することによって行なうことができ
る。この濃縮に際してもまた、２６０Ｈ！？、２°１）
］９ｇ２０２　Ｈｇの各々１／２．２０４Ｈｇ　の６／
４が取り除かれる。最終的な同位体組成比は次のように
なる。

同位体（質量数）　同位体組成比 １９６１．５７２％ １９８　２５．７５０％ １９９　４０．１％ ２００　１１．４９５％ ２０１　６．５７５％ ２０２　１４．７９０％ ２０４　１．７００％ 上記混合物では、共鳴捕捉時間は天然混合物のそれの０
．９２７倍であり、約１５％改善された。

代わりに、天然水銀か（他に１９６Ｈｇ同位体の事前の
追加がないとして）単にカルトロンもしくは気体拡散装
置を通され、２００Ｈｇ、　２０１　Ｈｙ、′。２Ｈ，
９，２°４Ｈｇ同位体の１／２が取り除かれるならば、
共鳴捕捉時間で約２％短かくなる。２００１４ｙ、０４ ２８２　Ｈｇ、Ｈ，９同位体だけを約６０〜５０％取り
除いても同様である。約１％の比φｙ的少量の１９６Ｈ
ｇ同位体を単に加えるだけで実質的に約８％まで改善さ
れた。上記８％までの改善率は１９６００ Ｈｇ同位体を１％追加するだけでなく、　Ｈ５＋、２０
２Ｈｇ同位体を各々約３０％取り除くこと（（よって達
成されたものである。

要約すると、２００　Ｈｇまたはそれ以上の重い同位体
の一部分の除去と合わせて約１５６またはそれ　９６ 以下の　Ｈ１１同位体濃縮物を掃供することにより、１
９６Ｈｇの同位体を加える従来技術に匹敵する効率の改
善が得られるのである。前記好ましい　９６ 実施例において、　Ｈｇ同位体を１％以下含むように天
然水銀同位体混合物を濃縮しその後、重い同位体（２０
０Ｈｙ〜２０４Ｈｙ）を各々１ろ取り除いて、水銀共鳴
輻射の捕捉時間が１０Ｘはど短かくなり、それとほぼ同
じ大きさでけい光ランプの効率が良くなった。さらに、
これらの成果が、少量の水銀処理しか必要としない経済
的な様式で遂行された。

以上、本発明の好ましい実施例と考えられるものについ
て示したが、本発明の技術思想から逸脱することなく様
々な変化、変更が可能であることは当業者には明瞭であ
ろう。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による含水鋳アーク放電装置の概略図である
。 １：　外囲器 ２：　電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電気エネルギーを共鳴輻射に変換する含水銀アー
   ク放電装置において、電気エネルギーの共鳴輻射への変
   換効率を高めるため、装置内の水銀の１’９６Ｈｇ同位
   体含有量が、天然水銀が含む含有量よりも多くなされ、
   たＬ−Ｌ　１９６　Ｈｇ同位体に関して１％もしくはそ
   れ以下の濃縮に等しくなされ、　００ そしてずくなくとも　１（ｊ９同位体またはそれ以上の
   重い水銀同位体が天然水銀のそれよりも少なくなされた
   ことを特徴とする前記含水銀アーク放電装置。 （２）前記重い水銀同位体量は天然水銀のほぼ１／２で
   ある特許請求の範囲第１項記載の含水銀アーク放′Ｌに
   装置。 （３１２０４１４ｙ同位体量は天然水銀のほぼ３／４が
   取り除かれた特許請求の範囲第２項記載の含水銀ア−り
   放電装置。 （４１”’Ｈ＆同位体濃縮はほぼ０．５％である特許請
   求の範囲第１項記載の含水銀アーク放電装置。 ２００　２０１　２０２ （５）重い水銀同位体　１４ｇ、Ｈｇ、Ｈｇ、２０４　
   Ｈｇが取り除かれた特許請求の範囲第１項記載の含水銀
   アーク放電装置。 （６）前記重い水銀同位体は少なくともその１つについ
   て約３０％除去された特許請求の範囲第１項記載の含水
   銀アーク放電装置。 ２００　２０２ （力　重い水銀同位体　１４ｇおよび　Ｉ−１ｇは各々
   ３０％除去された特許請求の範囲第６項記載の含水銀ア
   ーク放電装置。 （８）最終的な同位体混合物が以下の組成すなわち、同
   位体（質量数）　同位体比 １９６　’　２．７３％ １９８　２３．３８％ １９９　３９．４９％ ２００　１１．４４％ ２０１　、　６．５４５％ ２０２　１４．７１５Ｘ ２０４　１．６９％ である特許請求の範囲第１項記載の含水銀アーク放電装
   置。 （９）最終的な同位体混合物が以下の組成すなわち同位
   体（質量数）　同位体比 １９６１．５７２％ １９８　２”ｔ、７５０％ １９９　４０．１％ ２００　１１．４９５％ ２０１　６．５７５％ ２０２　１４．７９０％ ２０４１．７００％ である特許請求の範囲第１項記載の含水銀アーク放電装
   置。