JPS6123620B2

JPS6123620B2 -

Info

Publication number: JPS6123620B2
Application number: JP6654376A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Kodama; Taisuke Hirota
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1986-06-06
Also published as: JPS52149884A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は現用の110ワツトの高出力けい光ラン
プ用器具をそのまま使用し、光束の低下を最少限
に抑えつつ、消費電力を大巾に低減せしめ、且つ
低温域での起動を容易、確実ならしめた省電力形
高出力けい光ランプを提供することにある。従来より、けい光ランプが広く実用に供せられ
ていることは周知の通りであるが、とりわけ110
ワツトの高出力形けい光ランプは１灯あたりの光
出力が大きいため大規模の照明施設に多く使用さ
れてきている。ところがこの種のランプはJIS規
格Ｃ―7609で規定された、管全長が2380.4〜
2385.2mm、管外径が38±２mmであり、管内に2.0
〜2.4torrのアルゴンと水銀が封入され、起動を
容易にするためガラス管外面にシリコーンなどを
焼付して表面抵抗を増したり、逆に導電条を貼り
付けて表面抵抗を極端に低くするなどの処置を施
している。さらには現用安定器について大略を述べると、
安定器は第１図および第２図に示す２類に分類さ
れ、これらの基本特性はJIS規格Ｃ―8108に従つ
ている。第１図は１灯用安定器で、回路構成は昇圧回
路、ランプ電流安定回路、および電極予熱回路と
からなつており、第２図は２灯用安定器で回路構
成は前記に加えて、起動補助用コンデンサがラン
プと並列に、進相用コンデンサがランプと直列に
接続されるのが特徴である。これらの商用安定器
の２次出力電圧および電極予熱電圧は大略第１表
のようになつており、アルゴンと水銀を封入した
従来のけい光ランプの即時始動を可能ならしめ、
寿命、安定性、コストの点ですぐれているので、
この種の安定器は今後も引き続き広く使用される
ものと思われる。尚、T₁，T₂はトランス、B₁，
B₂はチヨークコイル、F₁〜F₆は電極予熱コイ
ル、C₁，C₂はそれぞれ起動補助用コンデンサ、
進相用コンデンサ、L₁〜L₃はけい光ランプを示
す。

【表】発明者らは、前記110ワツトけい光ランプと現
用器具との組合せにおいて、光束の低下を最小限
に抑えつつ、消費電力を大幅に低減せしめ、かつ
低温域における起動を容易、確実ならしめること
に関して徹底的な検討を加えた。以下にこれらの
検討結果を(1)消費電力、(2)効率、寿命、(3)起動、
に各々分離し、110ワツトけい光ランプについ
て、ランプ設計仕様との関連を述べる。 (1) 消費電力 JIS規格Ｃ―8108で規定される110ワツト用標準
安定器と組合せた時のランプ消費電力とランプ電
流について、第４図、第４図の曲線２，４はクリ
プトン―アルゴン混合ガスを用いた時のランプ電
力およびランプ電流の変化を曲線３，５はクリプ
トン―ネオン混合ガスを用いた時のランプ電力お
よびランプ電流の変化を示す。JIS規格Ｃ―7609
ではランプ電流は0.80±0.08Aと規定しているた
め、0.88Aを超える値にするとJIS規格を満足し
ないばかりか、従来から用いられいる商用安定器
との互換性がなくなる。このため、クリプトン混
合量は75％以下とする必要がある。また省電力形
けい光ランプとしランプ消費電力の低減効果を十
分得る目安としては、少なくとも10％以上低減す
ることが必要で、このためにはクリプトン封入量
は50％以上とすることが必要である。クリプトン
―アルゴンまたはクリプトン―ネオン混合ガスで
若干の特性の差異はあるが、クリプン50〜75％の
範囲では残部がアルゴン、ネオン又はこれらの混
合ガスであつてもほぼ10％の省電力とJIS規格内
のランプ電流を満たす特性を示す。一般にランプ
電流が過大になると安定器が過熱して好ましくな
いことは周知の事実であるが、前記したガス組成
の範囲内とすることによつて解決できる。 (2) 効率および寿命第５図、曲線６，８は従来のアルゴン単体を封
入した110ワツトけい光ランプで、封入圧力を変
えた時の効率と寿命の変化を示し、曲線７，９は
クリプトン65％、アルゴン35％の混合ガスを封入
した時の封入圧力と効率および寿命の変化を示た
す。アルゴン単体を用いた従来形けい光ランプで
は、アルゴン封入圧力は2.0〜2.4torr封入して所
望の寿命を得ているが、クリプトンを封入するこ
とにより、電極物質の蒸発速度が遅くなつて、
1.0〜2.0torrでも同様な寿命を得ることが可能で
ある。これによつて第５図によりランプ発光効率
は５〜６％改良されるので、光束の低下を最小限
に抑えつつ、消費電力を10％以上低減することが
可能である。第５図はクリプトン―アルゴンの混合ガスを用
いた場合であるが、クリプトン混合量が50〜75％
の範囲では殆んどクリプトンによつてランプ特性
が決まるのでクリプトン―ネオン、あるいはクリ
プトン―アルゴン―ネオン混合ガスの場合も同様
の傾向を示す。次に商用安定器との組合せにおける効果につい
て従来形ランプとの性能比較を実施例により説明
する。実施例１第２表に示すランプ仕様について、第１図に示
す１灯用の商用安定器との組合せ試験の結果を第
３表に示す。

【表】

【表】第３表の結果により、本発明ランプは従来形ラ
ンプと比較してランプ消費電力と安定器損失電力
を合せた入力電力は10％低減して、器具込み相対
効率（第３表はランプ相対効率を示す）が５％改
良されるので、明るさは実質５％しか低下しな
い。またランプ電流は0.88A以下であるので従来
器具と互換性を有する。このように多くの長所を有するが、この種のラ
ンプは起動特性に難がある。すなわち、従来形け
い光ランプはアルゴンと水銀とのペニング効果に
より起動は容易で第１図第２図の１灯および２灯
用商用安定器との組合せでは０℃で定格電圧の〜
90％程度で点灯する。しかしながら、クリプトン
を混合することにより、前記ペニング効果が少な
くなるため起動電圧が高く、特に０℃付近での低
温起動が困難となるため、適合安定器に制限が加
えられる。すなわち、２灯用安定器ではは第１表
による２次無負荷電圧が520Vと高いため比較的
容易であるが、１灯用安定器の場合は２次無負荷
電圧が350Vと低いため、低温起動が困難とな
る。発明者らはこの問題を解決するため、電極を
構成するフイラメント抵抗について徹底的に検討
を加えた。 (3) 起動特性第３図において１はラメントを示す。フイラメ
ントは細いタングステンを２重もしくは３重に巻
回し、更に電子放射性を良くすために、アルカリ
土類金属の酸化物を塗布している。一般にフイメ
ント抵抗が大きくなるに従つて電極の予熱効果が
小さくなるため起動特性は低下するが、第６図曲
線１１に示す如くアルゴン単帯体を封入した従来
形けい光ランプではフイラメント抵抗が変化して
も、起動特性の変化は少ないので、従来よりフイ
ラメント抵抗には制限が加えられていない。しか
しながら、クリプトン65％、アルゴン35％の混合
ガスを（封入圧1.5torr）を用いた場合は曲線１
０に示すように起動特性が大きく変化する。すな
わち、通電しない状態で周囲温度が20℃の時のフ
イラメント抵抗が1.0Ω以下となるようにすれ
ば、低温の起動電圧は例えば200Vの定格電圧の
95％Ｖ程度となつて実用に供することが可能であ
る。また、曲線１２で示したようにフイラメント
抵抗が0.7Ω未満では電極予熱電流が1.2Aを超え
ることになつてJIS規格から外れ、安定器との互
換性がなくなる。このように従来の110ワツト形高出力けい光ラ
ンプにクリプトン50〜75％、残部をネオンあるい
はアルゴン、またはネオン、アルゴンの混合ガス
を1.0〜2.0torr封入し、かつフイメント抵抗を常
温で0.7〜1.0Ωとすることにより、一般に普及し
ている商用安定器と互換性を有しつつ、大きな省
電力効果が得られるので実用的価値は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は１灯用および２灯用の商用安
定器の回路図である。第３図は電極付近の切開断
面図である。第４図はクリプトン―アルゴンおよ
びクリプトン―ネオン混合ガスとランプ特性の関
係、第５図はガス封入圧力と効率および寿命の関
係、第６図はフイラメント抵抗と起動電圧との関
係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ JIS規格Ｃ―7609で規定された、管長が
2380.4〜2385.2mm、管外経が38±２mmであつて、
管内に水銀とクリプトン―ネオンまたは、クリプ
トン―アルゴン混合ガス、またはクリプトンとネ
オン、アルゴンの混合ガスが封入され前記封入ガ
スの容積組成比はクリプトン50〜75％、残部をネ
オンまたはアルゴンの単体、もしくは混合ガスと
し、封入圧力が1.0〜2.0torrとし、且つ電極を構
成するフイラメントコイルの冷抵抗を0.7〜1.0Ω
とした省電力形高出力けい光ランプ。