JPS6366842A

JPS6366842A - 低圧水銀蒸気放電灯

Info

Publication number: JPS6366842A
Application number: JP21070886A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yorifuji; 孝依藤; Atsushi Sato; 厚佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1988-03-25

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電灯において
、高温雰囲気内においても特性が低下することなく、し
かも広い温度範囲において使用できるようにしたもので
ある。

（従来の技術）近年、グローブ内に屈曲した蛍光ランプを収容して口金
を装着し、電球に類似したイメージを付与した電球形蛍
光ランプ装置が開発され、グローブ内の高温雰囲気に耐
えられる蛍光ランプが開発された。

このような従来の高温用蛍光ランプはバルブ内にビスマ
ス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる基体金属
に水銀（Ｈｇ）を含有させてなるアマルガムを封入した
ことにより、高温における水銀の蒸気圧を適度に抑制し
て８０〜１１０℃の高温においても良好な発光効率を得
るものである。

（発明が解決しようとする問題点）近年、この種のランプ装置に要求される諸性能は益々き
びしさを加え、たとえば同じ出力でもより小形化したも
の、同じ大きさでより高出力のものあるいは同じ定格で
ありながらより高温の雰囲気で使用できるもの、さらに
、広い温度範囲で使用できるものなどである。このため
、耐熱性が一段と優れしかも広い温度範囲で使える蛍光
ランプの出現が要望され、さらに他の低圧水銀蒸気放電
灯にも同様な耐熱性が要望されるに到った。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明はより高温に酎え、しかも広い温度範囲で使用で
きる低圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的とし、バ
ルブ内に封入したアマルガムをビスマス（Ｂｉ）５０−
８０重量％、インジウム（Ｉｎ）１０〜４９．５重量％
および銀（ＡＫ）　０．５〜１０重景％からなる基体金
属に水銀（Ｈｇ）をアマルガム全体の１〜１０重量％含
有させて構成したことにより、ランプ点灯時の水銀蒸気
圧を広い温度範囲において従来よりも一定に保ち、８０
〜１５０℃の温度範囲で良好なランプ特性を得るもので
ある。

（作　用）アマルガムをビスマス、インジウム、銀および水銀で構
成し、しかもその成分割合いを上述のとおり定めたこと
により、広い温度範囲において水銀蒸気圧を適正に制御
できる。また上記基体金属は共晶によって単−相で製造
されるためランプとして使用中に成分金属が分離して析
出することがなく、安定した動作ができ、また水銀の含
有量を上述のとおり定めたことにより長期使用によって
も水銀が不足することがない。

（実施例）本発明の詳細を第１図および第２図に示す実施例によっ
て説明する。第１図は本発明側蛍光ランプを用いた電球
形蛍光ランプ装置を示し、（１）は筒形装置本体、（２
）はこの本体（１）内に設けられた支持部材、（３）は
この支持部材（２）に取付けられた本実施例蛍光ランプ
、（４）はこの蛍光ランプ（３）を包囲して本体（１）
に取付けられたグローブ、（５）は本体（１）内に設け
られて蛍光ランプ（３）を点灯する点灯部材、（６）は
本体（１）の頂部に設けられた口金である。

上記蛍光ランプ（３）はその一部を断面して第２図に示
すように、鞍形に屈曲してなるバルブ（３１）内面に蛍
光膜（３２）（破線で示す。）を形成し、バルブ（３１
）端面を閉塞したステム（３３）を貫通して１対のリー
ド線（３４）、　（３４）を導入してその先端にフィラ
メント電極（３５）を装架し、電ｔＭ（３５）近傍に始
動直後の光出力の立上りを早くするための補助アマルガ
ム（３６）を設け、さらにステム（３３）に突設した排
気管（３７）内に主アマルガム（３８）を封入しである
。

上記補助アマルガム（３６）はたとえばモリブデンまた
はステンレス鋼のリボンの表面にインジウムをめっきし
たものに水銀が吸着してアマルガム化したものである。

上記主アマルガム（３８）はビスマス、インジウムおよ
び銀からなる実質的共晶組成の基体金属に適量の水銀を
含有させてなるもので、長期使用しても成分金属が分離
析出することがなく、また、水銀不足も生ぜず、広い温
度範囲において適当な水銀蒸気圧を維持する。

この蛍光ランプ装置を図示しないソケットに装着して始
動点灯すれば蛍光ランプ（３）のフィラメント電極（３
５）のふく射熱によって補助アマルガム（３６）が加熱
され、含有した水銀のほとんど全部をしゅん時に放出す
る。ランプ（３）内温度が上昇して定常状態の達すると
主アマルガム（３８）によって水銀蒸気圧がコントロー
ルされる。ここで、蛍光ランプ（３）の熱がグローブ（
４）内にこもってグローブ（４）内の雰囲気温度が上昇
し、この結果、ランプ（３）内の主アマルガム（３８）
の温度がさらに上昇し、たとえば夏期高温時には１４０
℃前後にまで上昇することがある。しかし、上述のとお
り、主アマルガム（３８）の水銀蒸気圧が高温において
も適正に保たれるので、蛍光ランプ（３）の光出力が低
下することがなく、高温下においても所定の出力を維持
する６そうして、この蛍光ランプ装置を消灯すれば、蛍光ラン
プ（３）の放電が停止し、ランプ（３）内が冷却する。

すると、ランプ（３）内の水銀蒸気が補助アマルガム（
３６）と主アマルガム（３８）とに吸収される。

つぎに、上記実施例ランプ（３）に用いたアマルガムと
従来例アマルガムおよび水銀単独について、その水銀蒸
気圧とランプ特性とを比較した。

実施例アマルガムは次の組成を有する。

ビスマス（Ｂｉ）　　　　６３重量％インジウム（Ｉｎ）　　　３１重量％銀（Ａｇ）　　　　　　　　３重量％水銀（Ｈｇ）　　　　　　３重量％従来例アマＩレガムはビスマスとインジウムとの共晶合
金に水銀を含有させたものである。

これらのアマルガムと水銀とを通常の方法で測定して温
度ごとの水銀蒸気圧を求め、この結果を第３図に示した
。図は横軸にアマルガムや水銀の温度を℃の単位でとり
、縦軸に水銀蒸気圧をｔｏｒｒの単位でとったもので、
実線は上記実施例アマルガム、破線は上記従来例アマル
ガム、鎖線は水銀単独の蒸気圧をそれぞれ示す。この図
から明らかなとおり、実施例アマルガムは８０〜１５０
℃の範囲において６　Ｘ　１０””ｔｏｒｒ前後の水銀
蒸気圧を示し、蛍光ランプの水銀蒸気圧として適当であ
る。

つぎに、これらのアマルガムおよび水銀を通常の方法で
ランプに封入して各種温度における光出力を測定し、こ
の結果を第４図に示した０図は横軸にランプ内のアマル
ガムや水銀の温度を℃の単位でとり、縦軸に光出力を相
対値でとったもので、実線は上記実施例アマルガムを用
いたランプ、破線は上記従来例アマルガムを用いたラン
プ、鎖線はアマルガムを用いず水銀を単独で封入したラ
ンプのそれぞれの光出力を示す。この図から明らかなと
おり、本実施例ランプは８０〜１５０℃の温度範囲にお
いて良好な光出力を有し、従来例と比較して著しく裔い
温度でも使用でき、かつ著しく広い温度範囲に適するこ
とが解る。

したがって１本実施例電球形蛍光ランプ装置は屈曲され
たランプ（３）が狭いグローブ（４）内に閉ぢ込められ
ていて、グローブ（４）内の温度が外気よりも著しく高
温になっているにもかがわらず、蛍光ランプ（３）の発
光効率が良く、たとえば夏期高温室内でも、あるいは冬
期通風の良い室内でも同様に良い特性が得られる６ちな
みに、アマルガムの温度が１５０℃の場合、本実施例ラ
ンプは従来のビスマス・インジウムアマルガムを用いた
ものに比較して約２５％出力が向上し、水銀単独で用い
た場合に比較して約５０％以上も出力が向上した。

つぎに、本発明において、アマルガムの好ましい組成範
囲を説明する。上述の基体金属はビスマス、インジウム
および銀の三成分をるつぼ内で溶融して得られるもので
、冷却に際しどの成分も分離析出することがなく、単−
相合金をなすことが必要である。また、アマルガムに構
成してランプに封入し、長期間使用しても基体金属のど
の成分も分離析出することがなく、寿命末期まで単−相
を維持することが必要である。その理由はランプ使用中
、アマルガムから水銀蒸気圧の高い金属が析出すると、
アマルガム中の水銀蒸気圧が上昇し。

光出力が低下する。また、水銀蒸気圧の低い金１４が析
出すると、アマルガムの水銀蒸気圧が低下して光出力が
低下し、甚しい場合には不点灯になる。

しかして、理論的には共晶合金の許容組成はただ一点で
あるが、実際には若干の許容範囲がある。

実験によると、第５図の三成分グラフにおいて、点Ａ−
Ｂｊ８０重量％、Ｉｎ　１９．５重量％、ＡｇＯ，５重
量％点Ｂ　・＝Ｂｉ　５０重量％、Ｉｎ　４９．５重量
％＋ＡＦ、＋　０．５重量％点Ｃ−Ｂ１５０重量％、Ｉ
ｎ　４０重量％、Ａｇ　１０重量％、点Ｄ−Ｂｉ８０重
量％、Ｉｎ　１０重量％、Ａｇｔｏ重景％ただし、Ｂｉ
、Ｉｎ、　Ａｇは元素記号０４点で囲まれた範囲（交差
点で示す。）の成分比であれば何んとかアマルガムとし
て使用可能な合金が製造可能である。そこで、基体金属
を構成する三成分の配合比を次のとおり限定した。

ビスマス（Ｂｉ）・・・５０〜８０重量％インジウム（
Ｉｎ）・・・１０〜４９．５重量％銀（Ａｇ）・・・０
．５〜１０重量％つぎに、アマルガム中の水銀の許容範囲を求めた。すな
わち、アマルガム中の水銀が過剰になると、アマルガム
の水銀蒸気圧が上昇し、第３図における右側の立上り部
が低温側に移行して高温特性が低化し、かつ使用に適し
た温度範囲が狭くなる。また、アマルガム中の水銀が不
足するとランプの寿命途中において水銀不足のため光出
力が低下し、甚しい場合には不点灯になる。そうして、
実際にランプに必要な水銀量はランプ内のアマルガムに
含まれた水銀のほか蛍光膜その他に吸着された水銀も考
慮する必要があり、ランプ内の総水銀量で換言すれば封
入時のアマルガム中の水銀量を限定することが適当であ
る。そこで実験によって水銀の許容範囲を求めたところ
、アマルガム全体を１００として水銀が１〜１０重量％
の範囲にある場合、上述の実施例と同様な特性を示し、
第３図および第４図に示したとほぼ同じ結果が得られた
。

なお、基体金属と水銀とを別々にランプ内に封入してラ
ンプ内でアマルガムを形成させても同様である。

なお、前述の実施例は電球形蛍光ランプ装置に装着され
る蛍光ランプについて説明したが、本発明はこれに限ら
ず、ランプの形状や装着方法には限定がない。さらに補
助アマルガムは通常水銀を含有しない金属の状態で封入
するとともに点灯中は含有水銀のほぼ全量が蒸発するの
で、本発明の効果に影響がないとともに、もちろん補助
アマルガムを用いなくとも本発明の効果が得られる。

さらに、本発明は殺菌灯あるいは放電空間を形成する外
管内に放電路を規正する内管を設けた放電ランプなど他
の低圧水銀蒸気放電灯にも適用して同様な効果がある。

〔発明の効果〕

このように、本発明の低圧水銀蒸気放電灯は封入アマル
ガムをビスマス、インジウムおよび銀からなる実質的な
共晶合金を基体とし、これに適量の水銀を含有させて構
成したので、従来のアマルガム蛍光ランプとは比較でき
ないほどの高温に酎え、８０〜１５０℃という広い温度
範囲において優れた発光効率を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低圧水銀蒸気放電灯の一実施例を装着
したランプ装置の断面図、第２図は第１図装置に用いた
実施例放電灯の要部断面図、第３図は上記実施例放電灯
に封入したアマルガムの温度と水銀蒸気圧との相関を示
すグラフ、第４図は同じくアマルガムの温度とランプの
光出力との相関を示すグラフ、第５図はアマルガム用基
体金属の許容成分範囲を示すグラフである。（３）・・・低圧水銀蒸気放電灯（３１）・・・バルブ（３５）・・・フィラメント電極（３８）・・・アマルガム

Claims

【特許請求の範囲】

両端に電極を封装したバルブ内にアマルガムを封入した
ものにおいて、上記アマルガムはビスマス５０ないし８
０重量％、インジウム１０ないし４９．５重量％および
銀０．５ないし１０重量％からなる基体金属に水銀をア
マルガム全体の１ないし１０重量％含有させてなること
を特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。