JPS61138447A - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
- Publication number
- JPS61138447A JPS61138447A JP25995984A JP25995984A JPS61138447A JP S61138447 A JPS61138447 A JP S61138447A JP 25995984 A JP25995984 A JP 25995984A JP 25995984 A JP25995984 A JP 25995984A JP S61138447 A JPS61138447 A JP S61138447A
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- lamp
- iodide
- quartz
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J61/26—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は希土類金属沃化物を使用したメタルハライドラ
ンプに関する。
ンプに関する。
メタルハライドランプは高効率、高演色性で。
かつ長寿命であることから、広く実用に供されているが
、その中でも特にスカンジウムＳｃやディスプロシウム
Ｄｙ等の希土類金属沃化物を主な封入物としたランプは
、近年大いにその需要が延びている。
、その中でも特にスカンジウムＳｃやディスプロシウム
Ｄｙ等の希土類金属沃化物を主な封入物としたランプは
、近年大いにその需要が延びている。
しかしながら、このような希土類金属沃化物を使用した
ランプにおいては２次のような問題がある。すなわち、
たとえば希土類金属沃化物として沃化スカンジウム５ｃ
Ｉｓを使用した場合を例にとると、 ５ｃＩａまたは
それが解離して生じたＳｃ蒸気が発光管パルプの材料で
ある石英ＳｉＯ２と次式に示すような反応をおこすとい
う問題がある。
ランプにおいては２次のような問題がある。すなわち、
たとえば希土類金属沃化物として沃化スカンジウム５ｃ
Ｉｓを使用した場合を例にとると、 ５ｃＩａまたは
それが解離して生じたＳｃ蒸気が発光管パルプの材料で
ある石英ＳｉＯ２と次式に示すような反応をおこすとい
う問題がある。
５ｃＩｓ ＋３／４ Ｓｉ０ｇ吋１／２ＳＣ２０３＋３
／４ＳｉＩ４ ・・・・・・（１）Ｓｃ ＋ ３／４
５ｉＯｚ→１／２ Ｓｃ ２０３ ＋ ３／４Ｓ ｉ・
・・・・・・・・・・・・・・（２）さらに、 ５ｃ
Ｉｓは発光管内に存在する水分と次式に示すような反応
をおこす。
／４ＳｉＩ４ ・・・・・・（１）Ｓｃ ＋ ３／４
５ｉＯｚ→１／２ Ｓｃ ２０３ ＋ ３／４Ｓ ｉ・
・・・・・・・・・・・・・・（２）さらに、 ５ｃ
Ｉｓは発光管内に存在する水分と次式に示すような反応
をおこす。
２ＳＣＩ＋１＋３Ｈ２０→５Ｃ２０３＋３Ｈ２＋３Ｉ２
・・・・・・・・・・・・・・・（３）このようＫして
２発光金属であるＳｃは安定で発光に寄与しない酸化物
Ｓｃ ２０ｓを形成してその量は減少するので、ランプ
の発光効率は凹下する。
・・・・・・・・・・・・・・・（３）このようＫして
２発光金属であるＳｃは安定で発光に寄与しない酸化物
Ｓｃ ２０ｓを形成してその量は減少するので、ランプ
の発光効率は凹下する。
また、（１）式で生じた沃化けい素ＳｉＩ４は蒸気圧が
高く、アーク空間中を移動して下記（４）式に示すよう
Ｋけい素Ｓｉと沃素Ｉ２に解離し、Ｓｉは電極を形成す
るタングステンＷと反応して低融点の合金を作り、この
合金は電極の高熱によって飛散し２発光管内面に黒化物
となって被着して光束の低下をきたす。
高く、アーク空間中を移動して下記（４）式に示すよう
Ｋけい素Ｓｉと沃素Ｉ２に解離し、Ｓｉは電極を形成す
るタングステンＷと反応して低融点の合金を作り、この
合金は電極の高熱によって飛散し２発光管内面に黒化物
となって被着して光束の低下をきたす。
Ｓｉ Ｉ４→Ｓｉ＋２Ｉ２・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（４）一方、（２）式で生じたＳｌは（３）式
で生じたＩ２と反応してＳｉＩ４を形成するが、再び上
記（４）式に示したものと同様にアーク中でＳｉとＩ２
とに解離し、Ｓｉは上記のように電極のタングステンと
反応飛散して管壁を黒化、 Ｉ２は遊離沃素として残
る。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（４）一方、（２）式で生じたＳｌは（３）式
で生じたＩ２と反応してＳｉＩ４を形成するが、再び上
記（４）式に示したものと同様にアーク中でＳｉとＩ２
とに解離し、Ｓｉは上記のように電極のタングステンと
反応飛散して管壁を黒化、 Ｉ２は遊離沃素として残
る。
このようにして、ランプ寿命に上記各反応は進行してま
すます遊離沃素量は増加する。しかして。
すます遊離沃素量は増加する。しかして。
沃素Ｉ２は電気伝導度が小さいので、結局遊離沃素の増
大はランプ電圧の上昇の原因となり、立消えを生じやす
くなる。
大はランプ電圧の上昇の原因となり、立消えを生じやす
くなる。
かかる不都合に対処して、 ５ｃＩｓと共にスカンジウ
ム（Ｓｃ）メタルを同封し、このＳｃメタルによって上
記遊離沃素を除去する手段が知られているが。
ム（Ｓｃ）メタルを同封し、このＳｃメタルによって上
記遊離沃素を除去する手段が知られているが。
ランプ寿命中にＳｃは徐々に発光管材料の石英ＳｉＯ２
と反応して、再び沃素を放出するため、ランプ寿命中を
通しての効果は期待できなかった。
と反応して、再び沃素を放出するため、ランプ寿命中を
通しての効果は期待できなかった。
本発明は上記従来の欠点に対処してなされたもので１発
光管管壁の黒化による光束の低下ならびに立消えを防止
して、長寿命のメタルノ・ライドランプを提供すること
を目的とする。
光管管壁の黒化による光束の低下ならびに立消えを防止
して、長寿命のメタルノ・ライドランプを提供すること
を目的とする。
本発明は石英発光管バルブ内に希ガス、水銀および希土
類金属沃化物と共に、タンタルＴａ、アンチモンＳｂ、
砒素Ａｓ、コバル）Ｃｏ、鉄ＦｅおよびニッケルＮｉの
少なくとも１種を封入することによって、沃化けい素の
生成を防止し、かつ遊離沃素番除去するようにしたもの
である。
類金属沃化物と共に、タンタルＴａ、アンチモンＳｂ、
砒素Ａｓ、コバル）Ｃｏ、鉄ＦｅおよびニッケルＮｉの
少なくとも１種を封入することによって、沃化けい素の
生成を防止し、かつ遊離沃素番除去するようにしたもの
である。
本発明者は上記従来の問題点を仔細に検討した結果、下
記条件を全て満足する金属を希土類金属沃化物と共に石
英発光管内に封入してやれば、目的を達成できることを
見い出した。すなわち。
記条件を全て満足する金属を希土類金属沃化物と共に石
英発光管内に封入してやれば、目的を達成できることを
見い出した。すなわち。
１）石英と反応しないか１反応しにくい金属であること
。
。
１１）沃化けい素５ｊＩｔよりも安定な沃化物を形成す
Ｊｒ る金属であること、つまり５１ｇ４の生成を防げる金属
であること。
Ｊｒ る金属であること、つまり５１ｇ４の生成を防げる金属
であること。
１１１）ランプ点灯時に可視部に強い発光を示さない金
属であること。つまり、希土類金属封入ランプの色特性
に大きな変動をもたらさない金属であること。
属であること。つまり、希土類金属封入ランプの色特性
に大きな変動をもたらさない金属であること。
等の性質をもった金属であることが要求される。
以下２本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は４００Ｗ級のメタルノ１ライドランプ発光管を示
し、内径約２０譚の石英管の両端を圧潰封止して形成さ
れた発光管バルブ（１）の内部両端に主電極（２Ａ）
、 （２Ｂ）を距離４２ｍを隔だてて対設し。
１図は４００Ｗ級のメタルノ１ライドランプ発光管を示
し、内径約２０譚の石英管の両端を圧潰封止して形成さ
れた発光管バルブ（１）の内部両端に主電極（２Ａ）
、 （２Ｂ）を距離４２ｍを隔だてて対設し。
一方の主電極（２人）に隣接して補助電極（３）を設け
。
。
＠にらもｖＩｔ瘍０沿迂郭入叫を設社薔これら各電極（
２Ａ）、（２Ｂ）、（３）をそれぞれ封止部（４Ａ）
ｔ （４Ｂ） Ｋ埋設されたモリブデン等よりなる金属
箔（５）・・・・・・を介して外部導入線（６）・・・
・・・に接続して構成され、内部には希ガスたとえばア
ルゴンガスＡｒ５（１）−ル、水銀Ｈｇ６０■、沃化ナ
トリウム（ＮａＩ）２５■、希土類金属沃化物として沃
化スカンジウム（ＳｃＩｓ） ５１ｖおよび（タンタル
Ｔａ、アンチモンＳｂ、砒素Ａｓ 。
２Ａ）、（２Ｂ）、（３）をそれぞれ封止部（４Ａ）
ｔ （４Ｂ） Ｋ埋設されたモリブデン等よりなる金属
箔（５）・・・・・・を介して外部導入線（６）・・・
・・・に接続して構成され、内部には希ガスたとえばア
ルゴンガスＡｒ５（１）−ル、水銀Ｈｇ６０■、沃化ナ
トリウム（ＮａＩ）２５■、希土類金属沃化物として沃
化スカンジウム（ＳｃＩｓ） ５１ｖおよび（タンタル
Ｔａ、アンチモンＳｂ、砒素Ａｓ 。
コバル）Ｃｏ、鉄Ｆｅ、ニッケルＮｉ）のいずれか１種
がそれぞれ１■封入されている。
がそれぞれ１■封入されている。
下記の表は、このような発光管を使用した本発明ランプ
と、従来ランプ■として同一発光管パルプ内にＡｒ、
Ｈｇ、 ＮａＩおよび５ｃＩｓのみを本発明ランプと同
量封入したもの、従来ランプ■として上記従来ランプ■
にさらにＳｃメタル２■を追加したものとについて２点
灯５００時間、３，０００時間、 ５，０００時間の各
時点における光束維持率（％）およびランプ電圧上昇値
■（点灯初期のランプ電圧Ｖに対し上昇した値）を測定
比較したものであり、各値は１０個の平均値である。
と、従来ランプ■として同一発光管パルプ内にＡｒ、
Ｈｇ、 ＮａＩおよび５ｃＩｓのみを本発明ランプと同
量封入したもの、従来ランプ■として上記従来ランプ■
にさらにＳｃメタル２■を追加したものとについて２点
灯５００時間、３，０００時間、 ５，０００時間の各
時点における光束維持率（％）およびランプ電圧上昇値
■（点灯初期のランプ電圧Ｖに対し上昇した値）を測定
比較したものであり、各値は１０個の平均値である。
（以下余白）
従来ランプ■は５００時間ですでに特性劣化ははなはだ
しく、この傾向は時間の経過と共に一層顕著となる。
しく、この傾向は時間の経過と共に一層顕著となる。
また、従来ランプ■は５００時間程度までは比較的に良
好な経過をたどるが、３，０００時間では特性劣化が顕
著となる。これは先にも述べたように。
好な経過をたどるが、３，０００時間では特性劣化が顕
著となる。これは先にも述べたように。
寿命初期においては発光管内に封入したＳｃメタルが遊
離沃素と反応してそれを除去する効果があるが１点灯時
間の経過につれてＳｃは徐々忙発光管材料の石英５ＩＯ
２と反応して、再び沃素を放出するためである。
離沃素と反応してそれを除去する効果があるが１点灯時
間の経過につれてＳｃは徐々忙発光管材料の石英５ＩＯ
２と反応して、再び沃素を放出するためである。
これにひきかえ１本発明ランプはいずれも従来ランプに
比較して光束維持率に優れ、ランプ！圧上昇値も小さく
１，０００時間当りＩＶ程度の上昇に押え得ることが判
る。
比較して光束維持率に優れ、ランプ！圧上昇値も小さく
１，０００時間当りＩＶ程度の上昇に押え得ることが判
る。
本発明ランプがこのように顕著な効果を挙げることがで
きたのは次のような理由によるものと考える。
きたのは次のような理由によるものと考える。
すなわち１発光金属である希土類金属の沃化物と共に石
英発光管内に封入する金属の欠かせない条件が３つある
ことは先に述べた通りである。
英発光管内に封入する金属の欠かせない条件が３つある
ことは先に述べた通りである。
そこでそれ等条件の１）の石英５ｉｎ２との反応を鉄Ｆ
ｅを例にして述べる。
ｅを例にして述べる。
の反応系において、この反応の標準フリーエネルギーを
計算すると、その値は第２図に示すようＫＯより大きい
ことが判る。したがって、（４）式の反応は右へ進まず
、鉄Ｆｅは石英ＳｉＯ２と反応しないことが判る。
計算すると、その値は第２図に示すようＫＯより大きい
ことが判る。したがって、（４）式の反応は右へ進まず
、鉄Ｆｅは石英ＳｉＯ２と反応しないことが判る。
通常のランプ点灯時における石英発光管の管壁温度が含
まれる８００〜１，６００ Ｋの温度範囲で他の多くの
金属元素についても同様に石英Ｓ ｉｏｚとの反応の標
準フリーエネルギーを計算して同じく第２図に示しであ
る。
まれる８００〜１，６００ Ｋの温度範囲で他の多くの
金属元素についても同様に石英Ｓ ｉｏｚとの反応の標
準フリーエネルギーを計算して同じく第２図に示しであ
る。
図からタンタルＴａ、アンチモンＳｂ、砒素Ａｓ。
コバル）Ｃｏ、ニッケルＮ１等はいづれも上記鉄Ｆｅと
同様に石英Ｓ ｉｏｓ＋どの反応の標準フリーエネルギ
ーが正（＋）側に大きいので石英Ｓ ｉＯｚと反応しな
い。
同様に石英Ｓ ｉｏｓ＋どの反応の標準フリーエネルギ
ーが正（＋）側に大きいので石英Ｓ ｉＯｚと反応しな
い。
なお１図示しないがタリウムＴＩ、鉛Ｐｂ、カドミウム
ｃｄ、亜鉛Ｚｎ 、銅Ｃｕ、銀Ａｇ、マｙガｙ Ｍｎ
、錫Ｓｎ。
ｃｄ、亜鉛Ｚｎ 、銅Ｃｕ、銀Ａｇ、マｙガｙ Ｍｎ
、錫Ｓｎ。
インジウムＩＴ＋等も同様の理由により石英ＳｉＯ２と
反応しない。これに対し、 ＳｃをはじめＣａ、 Ｔ
ｈ等はその標準フリーエネルギーが負（−）側に大きく
。
反応しない。これに対し、 ＳｃをはじめＣａ、 Ｔ
ｈ等はその標準フリーエネルギーが負（−）側に大きく
。
石英ＳｉＯ＋と反応することが判る。
次に上記１１）の条件、すなわち沃化けい素ＳｉＩ４よ
りも安定な沃化物を形成することにより、 ＳｉＩ４の
生成を防ぐような金属であるか否かの点について検討す
る。
りも安定な沃化物を形成することにより、 ＳｉＩ４の
生成を防ぐような金属であるか否かの点について検討す
る。
たとえば、 Ｆｅの場合。
２Ｆｅ＋Ｓｉ■４→２ＦｅＩ２＋Ｓｉ・・・曲面曲・曲
面（３）なる反応において、８００℃における５ｉｆ４
の標準生成フリーエネルギーは約−１５Ｋｃａｌ、 Ｆ
ｅＩｚの標準生成フリーエネルギーは約−１６Ｋｃａｌ
であるのに対し、（３）の反応の標準フリーエネルギー
は約−１７Ｋｃａｌであるので反応は右へ進み、したが
ってＳｉ Ｉ４の生成を防げることが判る。
面（３）なる反応において、８００℃における５ｉｆ４
の標準生成フリーエネルギーは約−１５Ｋｃａｌ、 Ｆ
ｅＩｚの標準生成フリーエネルギーは約−１６Ｋｃａｌ
であるのに対し、（３）の反応の標準フリーエネルギー
は約−１７Ｋｃａｌであるので反応は右へ進み、したが
ってＳｉ Ｉ４の生成を防げることが判る。
なお、上記１）の条件を満足する金属の中で、Ｃｕ。
Ａｇ、 Ｍｎ、 Ｓｎ等は（３）式のような反応が右へ
進まないので、 ５ｉｒ４よりも安定な沃化物の形成
は望めず。
進まないので、 ５ｉｒ４よりも安定な沃化物の形成
は望めず。
したがってＳｉＩ４の生成を防ぐことはできない。
さらに、上記１１１）の条件であるランプ点灯時に可視
部に強い発光を示す金属であるか否かについて検討する
に、１）および１１）の各条件を満足しても。
部に強い発光を示す金属であるか否かについて検討する
に、１）および１１）の各条件を満足しても。
ＴＩ、 Ｉｎ、 Ｐｂ、 Ｃｄ、 Ｚｎ等は可視部に強
い発光を示し。
い発光を示し。
希土類金属封入ランプの色特性に大きな変動をきたすの
で、好ましくない。
で、好ましくない。
したがって、上記３条件を満足する本発明に適する金属
はＴａ、 Ｓｂ、 Ａｓ、 Ｃｏ、 Ｆｅ、 Ｎｉ等の
金属となり、これ等金属を添加した希土類金属封入ラン
プはいづれも上記表に示したような効果を発揮した。
はＴａ、 Ｓｂ、 Ａｓ、 Ｃｏ、 Ｆｅ、 Ｎｉ等の
金属となり、これ等金属を添加した希土類金属封入ラン
プはいづれも上記表に示したような効果を発揮した。
なお、上記実施例は希土類金属沃化物として。
沃化スカンジウムを用いた場合について述べたが。
他の希土類金属沃化物を使用した場合でも同様の効果が
得られるものである。
得られるものである。
以上詳述したように本発明は２石英発光管内に発光金属
である希土類金属の沃化物と共にＴａ、 Ｓｂ。
である希土類金属の沃化物と共にＴａ、 Ｓｂ。
Ａｓ、 Ｃｏ、 Ｆｅ、 Ｎｉ等の金属を封入するよう
にしたので、 ＳｉＩ４の生成を防ぐと共に遊離沃素を
除去し。
にしたので、 ＳｉＩ４の生成を防ぐと共に遊離沃素を
除去し。
発光管管壁の黒化による光束維持率の低下およびランプ
電圧の上昇にもとづく立消えを防止して長寿命のメタル
ハライドランプを得ることができる。
電圧の上昇にもとづく立消えを防止して長寿命のメタル
ハライドランプを得ることができる。
第１図は本発明メタルハライドランプの一実施例の発光
管の縦断面図、第２図は金属の各温度における石英５ｉ
Ｏｚとの反応の標準フリーエネルギーを示す図である。 （１）・・・・・・・・・・・・・・・石英発光管バル
ブ。 （２Ａ） 、 （２Ｂ）・・・主電極。 （３）・・・・・・・・・・・・・・・補助電極代理人
弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
管の縦断面図、第２図は金属の各温度における石英５ｉ
Ｏｚとの反応の標準フリーエネルギーを示す図である。 （１）・・・・・・・・・・・・・・・石英発光管バル
ブ。 （２Ａ） 、 （２Ｂ）・・・主電極。 （３）・・・・・・・・・・・・・・・補助電極代理人
弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
Claims (1)
- 石英発光管バルブ内に希ガス、水銀および希土類金属沃
化物と共に、タンタル、アンチモン、砒素、コバルト、
鉄、ニッケルの少なくとも１種を封入した発光管を具備
したことを特徴とするメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25995984A JPS61138447A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25995984A JPS61138447A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | メタルハライドランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138447A true JPS61138447A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17341296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25995984A Pending JPS61138447A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138447A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264760A (en) * | 1990-09-24 | 1993-11-23 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure metal halide discharge lamp with a fill containing nickel halide |
| NL1003768C2 (nl) * | 1995-08-11 | 1997-11-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Elektrodeloze gasontladingslamp. |
-
1984
- 1984-12-11 JP JP25995984A patent/JPS61138447A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264760A (en) * | 1990-09-24 | 1993-11-23 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure metal halide discharge lamp with a fill containing nickel halide |
| NL1003768C2 (nl) * | 1995-08-11 | 1997-11-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Elektrodeloze gasontladingslamp. |
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