JPS64785B2 - - Google Patents
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- JPS64785B2 JPS64785B2 JP58052685A JP5268583A JPS64785B2 JP S64785 B2 JPS64785 B2 JP S64785B2 JP 58052685 A JP58052685 A JP 58052685A JP 5268583 A JP5268583 A JP 5268583A JP S64785 B2 JPS64785 B2 JP S64785B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
- H01J61/541—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using a bimetal switch
- H01J61/544—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using a bimetal switch and an auxiliary electrode outside the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/827—Metal halide arc lamps
Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
〔発明の技術範囲〕
本発明は透光性セラミツクたとえば多結晶体の
アルミナセラミツク又はサフアイアのような金属
酸化物単結晶体等からなる発光管を有する金属蒸
気放電灯に関する。 〔発明の技術的背景とその問題〕 透光性セラミツク管よりなる発光管を有する金
属蒸気放電灯たとえば高圧ナトリウムランプはそ
の発光管内に始動用希ガスとともに水銀およびナ
トリウムが封入される。始動用希ガスとしてはキ
セノンXeが熱伝導損失が小さく、したがつて発
光効率を高めることができるため通常用いられ
る。 しかしながら、XeはアルゴンガスAr等と相違
してペニング効果が起らぬため発光管の始動電圧
が高くなり商用の電源電圧では始動させることが
できず、高圧パルスを発生する高価な専用の始動
装置付安定器を必要とした。これに対し熱応動ス
イツチとコイルフイラメントの直列回路からなる
熱応動スイツチ式始動装置を発光管と並列に外管
内に収納し、さらに始動電圧を低下させるために
発光管の管壁に近接して近接導体を付設すること
により、安価な水銀灯用安定器で点灯させること
を可能としたランプも開発させた。ところで、こ
のようなランプは万一発光管がリークしたような
場合、たとえば寿命末期などに発生する可能性が
あるが、この時、高真空に保たれた外管内には発
光管内に封入してあるXe、水銀およびナトリウ
ムが漏出する。このような状態で外管内に漏出し
たXeのガス圧が0.1トール以上になつている時に
電源スイツチを投入すると前記始動装置が作動し
てパルスを発生し、発光管が点灯することがあ
る。この場合、発光管内に封入してある水銀は外
部へ多量に漏出しているためランプ電圧は上昇せ
ず、したがつて安定器にはほぼ２次側を短絡した
のに近い電流が流れ、安定器の過熱損傷を生じる
おそれがあつた。 このような欠点に対処して、たとえば特開昭55
−122351号公報には前記発光管と並列に設けた熱
応動スイツチ式始動装置の抵抗（コイルフイラメ
ント）の作動中の温度を1600℃（1873K）以上に
保ち、万一発光管がリークし外管内にXeが0.2ト
ール以上漏出した際に、前記抵抗（コイルフイラ
メント）から放出される熱電子によつてXeを電
離し外管内放電を生じさせ、抵抗（コイルフイラ
メント）を溶断させる手段が示されている。 ところが、このような手段をとつてもなお下記
のような不都合を生じることが判つた。その(i)と
しては発光管のリークなどにより外管内に漏出し
たXeのガス圧が0.2トールに未たない場合でも条
件によつては発光管が点灯することがある。 たとえば、本ランプは前記熱応動スイツチの開
閉にともなつて生じるキツク電圧によつて点灯す
るものであり、通常熱応動スイツチは２〜３秒に
１回程度しかその開閉動作は行なわれない。 ところが、ランプが振動を受けやすい場所たと
えば機械設備、車輛通行の近辺などに設置される
と熱応動スイツチの接点も振動するため１秒間に
10回程度も開閉動作を行なう場合がある。 このような状態になると外管内に漏出したXe
ガス圧が0.2トールに未たない場合でもコイルフ
イラメントの溶断をおこすことなくランプが点灯
することがあり、したがつて安定器の過熱損傷を
完全に防止することができない。 その(ii)としてはコイルフイラメントの素線は通
常タングステン線が用いられるが、この線径が太
いとたとえ作動中のコイルフイラメントの温度が
1600℃を越えていても溶断するまでに時間がかか
りすぎて、その間に熱応動スイツチが作動し外管
内へ漏出したXeのガス圧が0.2トールを越えてい
るとランプが点灯してしまい、これまた安定器の
過熱損傷を生じる結果となる。 〔発明の目的〕 本発明は前記従来の欠点に対処してなされたも
ので、発光管がリークした場合に外管内に収納し
た熱応動スイツチ式始動装置のコイルフイラメン
トを確実に溶断させることによつて、安定器の過
熱損傷を防止できる金属蒸気放電灯を提供するこ
とを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は透光性セラミツク管内にキセノンガ
ス、水銀および発生物質を封入してなる発光管
と、この発光管と並列に接続される熱応動スイツ
チとコイルフイラメントの直列回路からなる熱応
動スイツチ式始動装置とを外管内に収納し、 外管内容積Ａ（cm3）、発光管内容積Ｂ（cm3）、発光
管内封入キセノンXeガス圧Ｐ（トール）、コイル
フイラメントの線径ｄ（mm）、 コイルフイラメントの作動時の温度Ｔ（Ｋ）の
各関係を 0.1≦Ｐ・Ｂ／Ａ≦５ 0.05≦ｄ≦0.12 2200≦Ｔ≦2800 とした金属蒸気放電灯である。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細を実験結果を参照して説明
する。第１図は実線に使用した高圧ナトリウムラ
ンプの正面図、第２図はその点灯回路図である。 図中１は内部を高真空に保ち一端に口金２を装
着した外管、３は発光管で透光性アルミナセラミ
ツク管４の両端部を電極５ａ，５ｂを支持する閉
塞体６ａ，６ｂでガラスろう材等の接着剤を介し
て気密に封止され、内部には始動用希ガスとして
のキセノンXeとナトリウムアマルガムとが封入
されている。７は発光管３と並列に接続される熱
応動スイツチ式始動装置で、バイメタル８ａおよ
び接点８ｂからなる熱応動スイツチ８とこれに直
列に接続されるコイルフイラメント９からなる。 なお要すれば前記始動装置７には限流抵抗を付
加することもある。また、始動を一層容易にする
ために発光管３の外面に近接して近接導体１０が
付設されている。なお１１はゲツタで外管１内を
高真空度に保つている。このような構成の高圧ナ
トリウムランプは第２図に示されるように200V
級交流電源単チヨーク形の水銀灯用安定器１２を
介して交流電源１３に接続される。 ランプ始動前は熱応動スイツチ８が閉じてお
り、よつてコイルフイラメント９に通電されてこ
れが発熱するため、この熱によつて熱応動スイツ
チ８が開放される。この開放時のキツク電圧によ
つて安定器１２に高電圧パルスが発生し、この高
電圧パルスは発光管３の両電極５ａ，５ｂに印加
されランプが始動する。 なおこの際、近接導体１０は発光管３の外表面
に接触しているから、前記高電圧パルスの印加に
より対向電位側の電極５ｂとの間で急激な電位傾
度を生じさせて発光管内のアーク放電の発生を促
進させる。 一方、発光管３が万一リークして外管１内に
Xeガスが漏出した状態でランプに電圧が印加さ
れると、一定の条件の下においては熱応動スイツ
チ８が作動する前にコイルフイラメント９が溶断
されないとランプが点灯してしまい安定器１２は
焼損することになる。 実験は前記コイルフイラメント９の溶断の条件
を見い出すためになされたもので、発光管３の内
容積Ｂを4.0cm3、外管１の内容積Ａを1200cm3とし、
変動因子としては下記３因子をとりあげた。 コイルフイラメント９の線径ｄ（mm）。 コイルフイラメント９の作動時の温度Ｔ
（Ｋ）。 発光管３内封入Xeガス圧Ｐ（トール） は発光管３がリークした場合の外管１内Xe
ガス圧を設定するためのもので、発光管内容積
Ｂ、外管内容積Ａとの関係から、 外管内Xeガス圧＝Ｐ・Ｂ／Ａとなる。 なおの線径は0.05mm、0.08mm、0.12mm、0.14
mm、0.17mmの５種類、の温度Ｔ（Ｋ）について
は前記５種類の線径のものについて、各々の線の
長さを変えることによつて2000K、2200K、
2500K、2800Kの４種類になるように設計し、
の発光管内Xeガス圧について30トール（0.1トー
ル）、150トール（0.5トール）、300トール（１ト
ール）、900トール（３トール）、1500トール（５
トール）の５種類とした。ただし（ ）内は発光
管がリークした場合の外管内Xeガス圧＝Ｐ・Ｂ／Ａ を示す。 つまり、コイルフイラメント９の線径および温
度の異なる20種類の始動装置７と５種類のXeガ
ス圧が異なる発光管３とを組合せたランプを試作
し、これ等ランプの外部からレーザ光線の照射に
よつて外管１を損うことなしに発光管３に小孔を
あけ、発光管３に封入してあるXeを外管１内に
漏出させて充満し、次に各ランプに安定器１２を
介して交流200Vを印加し、熱応動スイツチ８が
動作する前にコイルフイラメント９が放電により
溶断するか否かを調べた。この結果を表１〜表５
に示す。 表において〇はランプに電圧印加した後、熱応
動スイツチ８が動作する前にコイルフイラメント
９が放電により溶断したもの、△は熱応動スイツ
チ８の複数回の動作時中に溶断したもの、Ｘは10
分間にもわたつて熱応動スイツチ８を動作させて
も溶断したかつたものをそれぞれ示す。
アルミナセラミツク又はサフアイアのような金属
酸化物単結晶体等からなる発光管を有する金属蒸
気放電灯に関する。 〔発明の技術的背景とその問題〕 透光性セラミツク管よりなる発光管を有する金
属蒸気放電灯たとえば高圧ナトリウムランプはそ
の発光管内に始動用希ガスとともに水銀およびナ
トリウムが封入される。始動用希ガスとしてはキ
セノンXeが熱伝導損失が小さく、したがつて発
光効率を高めることができるため通常用いられ
る。 しかしながら、XeはアルゴンガスAr等と相違
してペニング効果が起らぬため発光管の始動電圧
が高くなり商用の電源電圧では始動させることが
できず、高圧パルスを発生する高価な専用の始動
装置付安定器を必要とした。これに対し熱応動ス
イツチとコイルフイラメントの直列回路からなる
熱応動スイツチ式始動装置を発光管と並列に外管
内に収納し、さらに始動電圧を低下させるために
発光管の管壁に近接して近接導体を付設すること
により、安価な水銀灯用安定器で点灯させること
を可能としたランプも開発させた。ところで、こ
のようなランプは万一発光管がリークしたような
場合、たとえば寿命末期などに発生する可能性が
あるが、この時、高真空に保たれた外管内には発
光管内に封入してあるXe、水銀およびナトリウ
ムが漏出する。このような状態で外管内に漏出し
たXeのガス圧が0.1トール以上になつている時に
電源スイツチを投入すると前記始動装置が作動し
てパルスを発生し、発光管が点灯することがあ
る。この場合、発光管内に封入してある水銀は外
部へ多量に漏出しているためランプ電圧は上昇せ
ず、したがつて安定器にはほぼ２次側を短絡した
のに近い電流が流れ、安定器の過熱損傷を生じる
おそれがあつた。 このような欠点に対処して、たとえば特開昭55
−122351号公報には前記発光管と並列に設けた熱
応動スイツチ式始動装置の抵抗（コイルフイラメ
ント）の作動中の温度を1600℃（1873K）以上に
保ち、万一発光管がリークし外管内にXeが0.2ト
ール以上漏出した際に、前記抵抗（コイルフイラ
メント）から放出される熱電子によつてXeを電
離し外管内放電を生じさせ、抵抗（コイルフイラ
メント）を溶断させる手段が示されている。 ところが、このような手段をとつてもなお下記
のような不都合を生じることが判つた。その(i)と
しては発光管のリークなどにより外管内に漏出し
たXeのガス圧が0.2トールに未たない場合でも条
件によつては発光管が点灯することがある。 たとえば、本ランプは前記熱応動スイツチの開
閉にともなつて生じるキツク電圧によつて点灯す
るものであり、通常熱応動スイツチは２〜３秒に
１回程度しかその開閉動作は行なわれない。 ところが、ランプが振動を受けやすい場所たと
えば機械設備、車輛通行の近辺などに設置される
と熱応動スイツチの接点も振動するため１秒間に
10回程度も開閉動作を行なう場合がある。 このような状態になると外管内に漏出したXe
ガス圧が0.2トールに未たない場合でもコイルフ
イラメントの溶断をおこすことなくランプが点灯
することがあり、したがつて安定器の過熱損傷を
完全に防止することができない。 その(ii)としてはコイルフイラメントの素線は通
常タングステン線が用いられるが、この線径が太
いとたとえ作動中のコイルフイラメントの温度が
1600℃を越えていても溶断するまでに時間がかか
りすぎて、その間に熱応動スイツチが作動し外管
内へ漏出したXeのガス圧が0.2トールを越えてい
るとランプが点灯してしまい、これまた安定器の
過熱損傷を生じる結果となる。 〔発明の目的〕 本発明は前記従来の欠点に対処してなされたも
ので、発光管がリークした場合に外管内に収納し
た熱応動スイツチ式始動装置のコイルフイラメン
トを確実に溶断させることによつて、安定器の過
熱損傷を防止できる金属蒸気放電灯を提供するこ
とを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は透光性セラミツク管内にキセノンガ
ス、水銀および発生物質を封入してなる発光管
と、この発光管と並列に接続される熱応動スイツ
チとコイルフイラメントの直列回路からなる熱応
動スイツチ式始動装置とを外管内に収納し、 外管内容積Ａ（cm3）、発光管内容積Ｂ（cm3）、発光
管内封入キセノンXeガス圧Ｐ（トール）、コイル
フイラメントの線径ｄ（mm）、 コイルフイラメントの作動時の温度Ｔ（Ｋ）の
各関係を 0.1≦Ｐ・Ｂ／Ａ≦５ 0.05≦ｄ≦0.12 2200≦Ｔ≦2800 とした金属蒸気放電灯である。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細を実験結果を参照して説明
する。第１図は実線に使用した高圧ナトリウムラ
ンプの正面図、第２図はその点灯回路図である。 図中１は内部を高真空に保ち一端に口金２を装
着した外管、３は発光管で透光性アルミナセラミ
ツク管４の両端部を電極５ａ，５ｂを支持する閉
塞体６ａ，６ｂでガラスろう材等の接着剤を介し
て気密に封止され、内部には始動用希ガスとして
のキセノンXeとナトリウムアマルガムとが封入
されている。７は発光管３と並列に接続される熱
応動スイツチ式始動装置で、バイメタル８ａおよ
び接点８ｂからなる熱応動スイツチ８とこれに直
列に接続されるコイルフイラメント９からなる。 なお要すれば前記始動装置７には限流抵抗を付
加することもある。また、始動を一層容易にする
ために発光管３の外面に近接して近接導体１０が
付設されている。なお１１はゲツタで外管１内を
高真空度に保つている。このような構成の高圧ナ
トリウムランプは第２図に示されるように200V
級交流電源単チヨーク形の水銀灯用安定器１２を
介して交流電源１３に接続される。 ランプ始動前は熱応動スイツチ８が閉じてお
り、よつてコイルフイラメント９に通電されてこ
れが発熱するため、この熱によつて熱応動スイツ
チ８が開放される。この開放時のキツク電圧によ
つて安定器１２に高電圧パルスが発生し、この高
電圧パルスは発光管３の両電極５ａ，５ｂに印加
されランプが始動する。 なおこの際、近接導体１０は発光管３の外表面
に接触しているから、前記高電圧パルスの印加に
より対向電位側の電極５ｂとの間で急激な電位傾
度を生じさせて発光管内のアーク放電の発生を促
進させる。 一方、発光管３が万一リークして外管１内に
Xeガスが漏出した状態でランプに電圧が印加さ
れると、一定の条件の下においては熱応動スイツ
チ８が作動する前にコイルフイラメント９が溶断
されないとランプが点灯してしまい安定器１２は
焼損することになる。 実験は前記コイルフイラメント９の溶断の条件
を見い出すためになされたもので、発光管３の内
容積Ｂを4.0cm3、外管１の内容積Ａを1200cm3とし、
変動因子としては下記３因子をとりあげた。 コイルフイラメント９の線径ｄ（mm）。 コイルフイラメント９の作動時の温度Ｔ
（Ｋ）。 発光管３内封入Xeガス圧Ｐ（トール） は発光管３がリークした場合の外管１内Xe
ガス圧を設定するためのもので、発光管内容積
Ｂ、外管内容積Ａとの関係から、 外管内Xeガス圧＝Ｐ・Ｂ／Ａとなる。 なおの線径は0.05mm、0.08mm、0.12mm、0.14
mm、0.17mmの５種類、の温度Ｔ（Ｋ）について
は前記５種類の線径のものについて、各々の線の
長さを変えることによつて2000K、2200K、
2500K、2800Kの４種類になるように設計し、
の発光管内Xeガス圧について30トール（0.1トー
ル）、150トール（0.5トール）、300トール（１ト
ール）、900トール（３トール）、1500トール（５
トール）の５種類とした。ただし（ ）内は発光
管がリークした場合の外管内Xeガス圧＝Ｐ・Ｂ／Ａ を示す。 つまり、コイルフイラメント９の線径および温
度の異なる20種類の始動装置７と５種類のXeガ
ス圧が異なる発光管３とを組合せたランプを試作
し、これ等ランプの外部からレーザ光線の照射に
よつて外管１を損うことなしに発光管３に小孔を
あけ、発光管３に封入してあるXeを外管１内に
漏出させて充満し、次に各ランプに安定器１２を
介して交流200Vを印加し、熱応動スイツチ８が
動作する前にコイルフイラメント９が放電により
溶断するか否かを調べた。この結果を表１〜表５
に示す。 表において〇はランプに電圧印加した後、熱応
動スイツチ８が動作する前にコイルフイラメント
９が放電により溶断したもの、△は熱応動スイツ
チ８の複数回の動作時中に溶断したもの、Ｘは10
分間にもわたつて熱応動スイツチ８を動作させて
も溶断したかつたものをそれぞれ示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
以上詳述したように、本発明によれば発光管が
リークした場合の外管内に漏出するXe圧、始動
装置のコイルフイラメントの線径およびその作動
時の温度を規制することによつて、確実に前記コ
イルフイラメントを溶断することを可能とし、し
たがつて安定器の焼損を防止できるものである。
リークした場合の外管内に漏出するXe圧、始動
装置のコイルフイラメントの線径およびその作動
時の温度を規制することによつて、確実に前記コ
イルフイラメントを溶断することを可能とし、し
たがつて安定器の焼損を防止できるものである。
第１図は実験に使用した高圧ナトリウムランプ
の正面図、第２図は同ランプの点灯回路図を示
す。 １……外管、３……発光管、４……透光性アル
ミナセラミツク管、５ａ，５ｂ……電極、６ａ，
６ｂ……閉塞体、７……熱応動スイツチ式始動装
置、８……熱応動スイツチ、９……コイルフイラ
メント、１０……近接導体、１２……安定器。
の正面図、第２図は同ランプの点灯回路図を示
す。 １……外管、３……発光管、４……透光性アル
ミナセラミツク管、５ａ，５ｂ……電極、６ａ，
６ｂ……閉塞体、７……熱応動スイツチ式始動装
置、８……熱応動スイツチ、９……コイルフイラ
メント、１０……近接導体、１２……安定器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性セラミツク管内にキセノンガス、水銀
および発光物質を封入してなる発光管と、この発
光管と並列に接続される熱応動スイツチとコイル
フイラメントの直列回路からなる熱応動スイツチ
式始動装置とを外管内に収納した金属蒸気放電灯
において、 外管内容積Ａ（cm3）、発光管内容積Ｂ（cm3）、発光
管内封入キセノンガス圧Ｐ（トール）、 コイルフイラメントの線径ｄ（mm）、 コイルフイラメントの作動時の温度Ｔ（Ｋ） の関係を、 0.1≦Ｐ・Ｂ／Ａ≦５ 0.05≦ｄ≦0.12 2200≦Ｔ≦2800 としたことを特徴とする金属蒸気放電灯。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052685A JPS59180949A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 金属蒸気放電灯 |
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| GB08407893A GB2137410B (en) | 1983-03-30 | 1984-03-27 | Metal vapor discharge lamp having a starting device of a thermal switch type |
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| DE3411872A DE3411872C2 (de) | 1983-03-30 | 1984-03-30 | Metalldampfentladungslampe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052685A JPS59180949A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 金属蒸気放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (5)
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- 1984-03-28 US US06/594,316 patent/US4672270A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-03-30 DE DE3411872A patent/DE3411872C2/de not_active Expired
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