JP3546710B2 - Mercury filling device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蛍光ランプや高圧放電ランプ等のバルブへの水銀の封入に用いる水銀封入装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の水銀封入装置18としては、図5に示すように、液体水銀の入った水銀槽19と、水銀槽19を貫通して軸方向に往復運動し、かつ一端部の側面に凹部20を有する水銀滴下プランジャ21と、一端部から水銀滴下プランジャ21が挿入され、かつ他端部が漏斗状に形成された水銀注入管22とを備えたものが知られている。凹部20の深さを適宜変えることによって水銀の封入量を調節することができる。
【0003】
上記構成の水銀封入装置によるガラスバルブ6内への水銀封入方法は次のとおりである。
【0004】
ガラスバルブ6の細管16が、水銀注入管22の一端部に気密状態で接続される。排気管23から水銀注入管22およびガラスバルブ6内の不純ガス等の真空排気が行われる。この時、水銀滴下プランジャ21は水銀注入管22には挿入されておらず、凹部20が水銀槽19の底部に位置するように配置されている。凹部20にはガラスバルブ6に封入される所定量の水銀が充填される。真空排気後、水銀滴下プランジャ21は軸方向に移動し、水銀注入管22に挿入される。この時、凹部20に充填された水銀滴は自由落下により水銀注入管22に滴下し、漏斗状部分の内面を転がり、細管16を通って、ガラスバルブ6に注入される。その後、希ガス等がガラスバルブ6内に封入される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の水銀封入装置では、ガラスバルブ6内に封入される所定量の水銀が凹部20に充填される際に、水銀の表面張力が大きいことから、水銀槽19内の水銀量が多いときはよいが、少なくなって凹部20への圧力が小さくなると、水銀が凹部20一杯には充填されないために、あるいは、水銀滴の滴下が自由落下であるために、ガラスバルブ6内に封入される前に、水銀注入管22や細管16等に水銀が付着する結果、ガラスバルブ6内への水銀の封入量が不足するという問題があった。
【0006】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、バルブ内に封入される水銀量のばらつきを防止し、ランプの品質を向上させる水銀封入装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の水銀封入装置は、液体水銀を水銀蒸気に変化させる加熱手段と、前記水銀蒸気をバルブ内に封入する封入手段とを備え、前記封入手段は、前記液体水銀を貯蔵した容器と、前記容器と接続管で接続され、かつ前記水銀蒸気を貯留するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動するプランジャと、前記シリンダと前記バルブとを接続する別の接続管とを有している。
【0008】
この構成により、水銀蒸気をバルブ内に封入するので、水銀封入装置の一部、例えば水銀をバルブ内に封入する部分に、水銀が付着するのを防止することができる。
【0009】
また、本発明の水銀封入装置は、さらに前記水銀蒸気と希ガスとを混合する混合手段と、前記水銀蒸気とともに前記希ガスを前記バルブに封入する別の封入手段を備えている構成を有している。
【0010】
この構成により、バルブ内に水銀と希ガスとを同時に封入することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0012】
図1ないし図4は本発明の実施の形態の水銀封入装置の一部切欠正面図を示すものである。
【0013】
図1に示すように、本発明の実施の形態の水銀封入装置1は、固定ブロック2と、機械的手段により、固定ブロック2上を移動するスライドブロック3とを備えている。
【0014】
固定ブロック2には、液体水銀の入った水銀槽4と、水銀槽4から外部に水銀蒸気を供給する供給管5と、ガラスバルブ6内に水銀蒸気やアルゴンガス等の希ガスを注入する注入管7が設けられている。ガス供給管8は供給管5にアルゴンガス等の希ガスを供給することができる。第1の電熱線9は注入管7の外面に、その全体を覆うように巻かれており、注入管7内を均一に加熱することにより、一定温度に保温することができる。
【0015】
スライドブロック3には、水銀蒸気等を貯留するシリンダ10と、シリンダ10内を往復運動して、水銀蒸気等を排出するプランジャ11と、真空ポンプ12およびアルゴンガス等の希ガスのガスボンベ13に接続された排気管14とが設けられている。第2の電熱線15はシリンダ10の外面に、その全体を覆うように巻かれており、シリンダ10内を均一に加熱することにより、一定温度に保温することができる。
【0016】
なお、上記実施の形態では注入管7およびシリンダ10の加熱手段として、第1の電熱線9または第2の電熱線15を用いたが、バーナー等による加熱手段を用いてもよい。
【0017】
なお、シリンダ10の容積は、ガラスバルブ6内に封入する所定の水銀量を例えば10mgとする場合、液体の水銀10mgを200℃で水銀蒸気にするためには、ボイル−シャルルの法則から、次のように求めることができる。ただし、封入する水銀蒸気の体積がガラスバルブ6の内容積を超えると、水銀蒸気の封入が困難になるため、水銀蒸気の体積はガラスバルブ6の内容積以下とすることが好ましい。
【0018】
PV=NRTより、V=NRT/P(ボイル−シャルルの法則)
ここで、
P:200℃における飽和水銀蒸気圧(atm)=(17.287/760)
V:水銀蒸気の体積(L)
N:モル数=(0.01/200.59)
R:気体定数=0.082
T:絶対温度(K)=(273.16+200)
V=0.01×0.082×(273.16+200)×760/200.5/17.287 0.085(L)=85(cc)
したがって、シリンダ10の容積を85ccに設定する。
【0019】
次に、本発明の実施の形態の水銀封入装置1を用いた水銀封入工程について説明する。
【0020】
第1の過程は図1に示すとおりである。図1に示すように、スライドブロック3は固定ブロック2上を移動し、シリンダ10と供給管5とが接続される位置に配置される。プランジャ11はシリンダ10内の容積が85ccとなる位置に固定される。第2の電熱線15はシリンダ10内の温度が200℃になるように加熱され、この熱によって水銀槽4の液体水銀を水銀蒸気に変化させる。水銀蒸気は供給管5を通って、シリンダ10に供給されて、貯留される。これと同時にあるいはガラスバルブ6内に封入される水銀蒸気量が貯留された後に、アルゴンガスがアルゴンガスボンベ(図示せず)に接続されたガス供給管8からシリンダ10内に供給される。また、ガラスバルブ6の細管16の一端が注入管7の一端に気密に接続され、真空ポンプ12によってガラスバルブ6内は真空排気される。
【0021】
なお、図1中、17は真空ポンプ12とガスボンベ13とを切り替える開閉コックを示す。
【0022】
なお、ガラスバルブ6内の内容積が500cm3、アルゴンガス圧が250Pa(20℃)の場合、アルゴンガスのシリンダ10への供給量は次のように決まる。
【0023】
上記条件におけるガラスバルブ6内のアルゴンのモル数(mol)はボイル−シャルルの法則より、5.13×10−5(mol)となる。5.13×10−5(mol)のアルゴンをシリンダ10に供給した場合、シリンダ10内のアルゴンガス圧は上記法則より2.34×10−2(atm)となり、この圧力に達するまでアルゴンガスを供給すればよい。
【0024】
第2の過程は図2に示すとおりである。図1に示す状態から、図2に示すように、スライドブロック3は固定ブロック2上をA方向(図1参照)へ移動し、シリンダ10と注入管7とが接続される位置に配置される。この時、注入管7の内面には水銀が付着しないように、第1の電熱線9で注入管7内を200℃に加熱しておく。
【0025】
第3の過程は図3に示すとおりである。図3に示すように、プランジャ11を下降させて、シリンダ10内の水銀蒸気とアルゴンガスとの混合ガスを注入管7に導入し、この混合ガスをガラスバルブ6内に封入する。
【0026】
第4の過程は図4に示すとおりである。図3に示す状態から、図4に示すように、スライドブロック3は固定ブロック2上をB方向(図3参照)へ移動し、排気管14と注入管7とが接続される位置に配置される。その後、開閉コック17がガスボンベ13側に切り替えられ、微量のアルゴンガスは排気管14を通って、注入管7に注入され、注入管7や細管16に残った水銀蒸気とともにガラスバルブ6に封入される。
【0027】
なお、第4の過程におけるアルゴンガスの封入量は、本来封入されるべき量より過剰となるが、微量であるために実用上支障はない。また、それ以上の量を封入しなければならない場合は、第1の過程におけるアルゴンガスの封入時にあらかじめその分量を減らしておけばよい。
【0028】
以上のように本発明によると、液体水銀の大きな表面張力等の特性に影響されることなく、また水銀が注入管7等の水銀封入装置1の一部に付着することがないので、常時所定量の水銀をガラスバルブ6内に封入することができる。その結果、ガラスバルブ6における水銀封入量のばらつきを防止することができ、ランプの品質を向上させることができる。また、水銀蒸気は液体水銀に比べてその容積がきわめて大きいので、少量の水銀封入においても容易に、かつ所定量を封入することができる。さらに、水銀蒸気と希ガスとを同時にガラスバルブ6内に封入することができるので、ランプの製造工程の簡略化および高効率化を図ることができる。
【0029】
なお、上記実施の形態では、第1の過程で、アルゴンガスを水銀蒸気とともに封入する場合について説明したが、第4の過程で説明した方法によりアルゴンガスを水銀蒸気とは別々に封入してもよい。
【0030】
本発明の水銀封入装置は、蛍光ランプや高圧放電ランプ等のバルブへの水銀の封入に用いることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、液体水銀を水銀蒸気に変化させる加熱手段と、前記水銀蒸気をバルブ内に封入する封入手段とを備え、前記封入手段は、前記液体水銀を貯蔵した容器と、前記容器と接続管で接続され、かつ前記水銀蒸気を貯留するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動するプランジャと、前記シリンダと前記バルブとを接続する別の接続管とを有することにより、バルブ内に常時所定量の水銀を封入することができるので、バルブ内における水銀封入量のばらつきを防止することができ、ランプの品質を向上させることのできる水銀封入装置を提供することができるものである。
【0032】
また、本発明は、加熱手段および封入手段に加えて、水銀蒸気と希ガスとを混合する混合手段と、水銀蒸気とともに希ガスをバルブに封入する別の封入手段とを備えることにより、ランプの製造工程の簡略化および高効率化を図ることのできる水銀封入装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の水銀封入装置を用いた水銀封入工程の第1の過程を示す一部切欠正面図
【図2】同水銀封入工程の第2の過程を示す一部切欠正面図
【図3】同水銀封入工程の第3の過程を示す一部切欠正面図
【図4】同水銀封入工程の第4の過程を示す一部切欠正面図
【図5】従来の水銀封入装置の一部切欠正面図
【符号の説明】
1 水銀封入装置
4 水銀槽
5 供給管
6 バルブ
7 注入管
8 ガス供給管
9,15 電熱線
10 シリンダ
11 プランジャ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mercury filling device used for filling mercury into a bulb such as a fluorescent lamp or a high-pressure discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 5, a mercury filling device 18 of this type includes a
[0003]
The method of filling mercury into the
[0004]
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional mercury filling device, when a predetermined amount of mercury filled in the
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a mercury filling apparatus that prevents variations in the amount of mercury sealed in a bulb and improves the quality of a lamp.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The mercury sealing device of the present invention includes heating means for converting liquid mercury into mercury vapor, and sealing means for sealing the mercury vapor in a valve , wherein the sealing means includes a container storing the liquid mercury, It has a cylinder connected to a container by a connecting pipe and storing the mercury vapor, a plunger reciprocating in the cylinder, and another connecting pipe connecting the cylinder and the valve .
[0008]
With this configuration, mercury vapor is sealed in the bulb, so that mercury can be prevented from adhering to a part of the mercury sealing apparatus, for example, a part for sealing mercury in the bulb.
[0009]
Further, the mercury sealing device of the present invention has a configuration further comprising mixing means for mixing the mercury vapor and the rare gas, and another sealing means for sealing the rare gas with the mercury vapor in the valve. ing.
[0010]
With this configuration, mercury and a rare gas can be simultaneously sealed in the bulb.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
1 to 4 show partially cutaway front views of a mercury filling device according to an embodiment of the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, a
[0014]
The fixed
[0015]
The
[0016]
In the above-described embodiment, the first heating wire 9 or the
[0017]
In addition, when the predetermined amount of mercury sealed in the
[0018]
From PV = NRT, V = NRT / P (Boyle-Charles law)
here,
P: saturated mercury vapor pressure at 200 ° C. (atm) = (17.287 / 760)
V: Volume of mercury vapor (L)
N: mole number = (0.01 / 200.59)
R: gas constant = 0.082
T: absolute temperature (K) = (273.16 + 200)
V = 0.01 × 0.082 × (273.16 + 200) × 760 / 200.5 / 17.287 0.085 (L) = 85 (cc)
Therefore, the volume of the
[0019]
Next, a mercury filling process using the
[0020]
The first process is as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the
[0021]
In FIG. 1,
[0022]
When the internal volume of the
[0023]
The mole number (mol) of argon in the
[0024]
The second process is as shown in FIG. From the state shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the
[0025]
The third step is as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the plunger 11 is lowered to introduce a mixed gas of mercury vapor and argon gas in the
[0026]
The fourth step is as shown in FIG. From the state shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4, the
[0027]
The amount of argon gas sealed in the fourth step is excessive compared to the amount that should be originally sealed, but there is no practical problem because the amount is small. If it is necessary to fill a larger amount, the amount may be reduced in advance when the argon gas is filled in the first step.
[0028]
As described above, according to the present invention, the mercury does not adhere to a part of the
[0029]
In the above embodiment, the case where the argon gas is sealed together with the mercury vapor in the first step has been described. However, the argon gas may be separately sealed from the mercury vapor by the method described in the fourth step. Good.
[0030]
The mercury filling device of the present invention can be used for filling mercury into bulbs such as fluorescent lamps and high pressure discharge lamps.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes heating means for converting liquid mercury into mercury vapor, and sealing means for sealing the mercury vapor in a valve , wherein the sealing means includes a container storing the liquid mercury. , are connected by connecting pipe to the container, and a cylinder for storing the mercury vapor, a plunger reciprocates in said cylinder, by Rukoto which have a and another connection pipe which connects the said cylinder valve Since a predetermined amount of mercury can always be sealed in the bulb, a variation in the amount of mercury sealed in the bulb can be prevented, and a mercury sealing apparatus capable of improving the quality of the lamp can be provided. Things.
[0032]
In addition, the present invention includes, in addition to the heating means and the sealing means, a mixing means for mixing the mercury vapor and the rare gas, and another sealing means for sealing the rare gas together with the mercury vapor into the bulb, so that the lamp is provided. An object of the present invention is to provide a mercury filling device capable of simplifying a manufacturing process and increasing efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a first step of a mercury filling step using a mercury filling apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially cutout view showing a second step of the mercury filling step. Front view [FIG. 3] Partially notched front view showing a third step of the mercury filling step [FIG. 4] Partially cut front view showing a fourth step of the mercury filling step [FIG. 5] Conventional mercury filling Partially cutaway front view of device [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21723798A JP3546710B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Mercury filling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21723798A JP3546710B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Mercury filling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000048721A JP2000048721A (en) | 2000-02-18 |
| JP3546710B2 true JP3546710B2 (en) | 2004-07-28 |
Family
ID=16701010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21723798A Expired - Fee Related JP3546710B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Mercury filling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546710B2 (en) |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21723798A patent/JP3546710B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2000048721A (en) | 2000-02-18 |
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