【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は電球特性を改善するクリプトン入り白
熱電球に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の白熱電球は、窒素ガスのみを封入したも
のや、窒素とアルゴンの混合ガスを封入したもの
が一般的であつたが、近時、窒素とクリンプトン
の混合ガスまたは窒素、クリプトン及びアルゴン
の混合ガスを封入されたクリプトン電球が開発さ
れ実用に供されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このクリプトン電球は小型で効率が高く、しか
も寿命が比較的長いという優れた特性を有する反
面、クリプトンがアルゴンの約600乃至800倍と高
価であるため、上記の如くクリプトンと窒素や他
の気体との混合ガスにして電球内に封入されてい
る。
しかし乍ら、この様な従来のクリプトン封入電
球は、電球の内壁の黒化の進行が早いという欠点
があつた。
そこで、本発明の発明者は、この黒化の原因を
下記の如く究明した。
即ち、従来のランプでは、その支柱等にゲツタ
ーとしてジルコニウムゲツターが塗布されてお
り、このゲツターは約800℃に達すると不純ガス
を吸収するが、アルゴン、窒素又は窒素のみが封
入された電球では、点灯初期に上記ゲツターが不
純ガスと作用した後は、その後のゲツター作用は
ほとんどしないという事実がある。
これは窒素がゲツタぶの働きを妨害しているた
めを考えられる。
一方、クリプトンは、通常窒素やアルゴン等と
同様に鉄製ボンベに充填して取引され、充填時に
は酸素濃度が3ppm以下の高純度であるが2000時
間後には20ppm前後となる。
これは、ボンベ内表面の鉄が酸化している場合
等に、酸素がガスとなつてクリプトン中に混入す
るためと推測される。
従つて、この様なクリプトンを窒素等といつし
よに電球内に封入して点灯すると、クリプトン中
に混入した酸素が影響すると考えられ、フイラメ
ントが支柱などから酸化物等の不純ガスを生じ
る。
この様な不純ガスをゲツターで収着できれば好
ましいが、ゲツターは上記の如く窒素で妨害され
ているので収着できず、それ故、電球の内壁が急
速に黒化することとなる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の発明者は上記のような従来技術の難点
に鑑み、電球の内壁が黒化するのを防止し、寿命
の長いクリプトン入りの白熱電球を提供すること
を目的として鋭意研究の結果、窒素を封入せず、
かつ、微量の水素を封入すればよいことを知得し
本願明をなしとげたのであり、その構成は、管球
内にクリプトンとアルゴンを封入した白熱電球に
於て、水素を前記管球内に、該管球内容積１c.c.あ
たり３×10-8ｇ原子乃至６×10-7ｇ原子封入した
ことを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明は、電球内に窒素を封入しないからゲツ
ターの機能を低下させることがなく、又、微量の
水素ガスを封入したため、水素のホーミング作用
によつて管球内の支柱等の劣化を防止することが
できる。
〔実施例〕
本発明の発明者は、直径35mmのバルブを用い、
電球内の支柱等に附着している酸化物を取除くこ
とのほか、バルブ内の真空度を10-3〜10-4mmHg
にした上で、クリプトンの封入量をバルブ容積１
c.c.当り4.5×10-7ｇ分子〜1.2×10-5ｇ分子、水素
を同じく１c.c.当り３×10-8ｇ原子〜６×10-7ｇ原
子、アルゴンを300mm〜500mmHgの範囲内で封入
した電球を多数試作すると共に、定格電圧105V、
消費電力60W、電流0.56Aの下で実験をした。
その結果、窒素ガスを用いることなく、微量の
水素ガスを封入したクリプトン入り電球は、水素
のホーミング作用によつてバルブ内の支柱等の劣
化が防止されて純度の高いクリプトンガスとアル
ゴンガスとがバルブ内を循回するため、支柱及び
バルブ内壁にフイラメントの蒸発物質の附着が少
なくなつて黒化が減少し、寿命が著しく長くなつ
た。これは、当然窒素ガスによるゲツターの機能
の低下が生じないことも影響している。
また、水素ガスの封入により、アーク断線をも
有効に防止できた。
尚、上記水素ガスの封入による効果は、おそら
く水素の金属表面に対する還元作用に基づくもの
と推測される。
更に、上記封入ガスの種類及び封入量の範囲内
で製造された本発明によるクリプトン入り電球
は、アーク電圧が180Vを超えることが判明し、
また、電球の表面温度も180〜190℃度程度しか上
昇せず、従来のアルゴン50％、窒素50％の混合ガ
スを封入した電球に比べ約40〜50℃低くなること
が判明した。
即ち、本発明による窒素非封入電球はそれだけ
熱損失が少ないわけであり、封入ガスの中に含ま
れる窒素の量が多ければ電球の表面温度が上昇す
るので、この点からも、クリプトン電球では封入
ガスに窒素ガスを含まない方が好ましいことが判
る。
尚、上記の試作、実験の結果、水素ガスもそれ
がバルブ容積１c.c.当り1.5×10-6ｇ原子以上含ま
れると電球の表面温度の上昇をもたらし、また、
効率を下げる原因になることが判明したので、そ
の封入量は前記の範囲内にすることが望ましい。
〔発明の効果〕
以上に述べた通り、本発明によるアルゴン、ク
リプトン、水素の三種混合ガスを上記範囲内で封
入した電球は従来のクリプトンと窒素、或は、ア
ルゴン、クリプトン及び窒素の三種混合ガスを封
入した電球に比べ、高品質、長寿命である。
ここで、高品質、長寿命というのは、電球の内
壁の黒化、支柱等の劣化等を有効に防止できたた
めに実現できたもので、従来品の電球と本発明の
電球を同一の明るさ（電流、電圧を変化させての
明るさの調整はしないものとする。）にして使用
した場合従来品に比し、本発明の電球の寿命が２
倍程度伸長することを意味する。
因みに、従来のランプと本発明のアルゴン、ク
リプトン、水素の混合ガスを封入した電球を同一
条件の下に比較した結果を記載する。
即ち、
支柱の黒化がなくバルブの黒化が少なくなる
場合………〇
黒化して従来ランプと変わらない場合………
×
バルブの黒化は少なくなるが支柱等に早期か
ら黒化物が付着する場合………△
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a krypton-containing incandescent light bulb that improves the characteristics of the light bulb. [Prior Art] Conventional incandescent light bulbs were generally filled with only nitrogen gas or with a mixture of nitrogen and argon, but recently, incandescent light bulbs with a mixture of nitrogen and crimpton or nitrogen, A krypton light bulb filled with a mixed gas of krypton and argon has been developed and put into practical use. [Problems to be solved by the invention] Although this krypton light bulb has the excellent characteristics of being small, highly efficient, and has a relatively long lifespan, on the other hand, krypton is about 600 to 800 times more expensive than argon, so the above-mentioned problems arise. A gas mixture of krypton, nitrogen, and other gases is sealed in a light bulb. However, such conventional krypton-filled light bulbs have a drawback in that the inner wall of the light bulb darkens quickly. Therefore, the inventor of the present invention investigated the cause of this blackening as follows. In other words, in conventional lamps, a zirconium getter is coated as a getter on the support, and this getter absorbs impurity gas when it reaches about 800 degrees Celsius, but in bulbs filled with argon, nitrogen, or only nitrogen, There is a fact that after the getter interacts with impure gas in the early stage of lighting, there is almost no getter action thereafter. This is thought to be due to nitrogen interfering with the function of the phlegm. On the other hand, krypton is usually traded by being filled in iron cylinders like nitrogen and argon, and the oxygen concentration is highly pure at 3 ppm or less at the time of filling, but after 2000 hours it drops to around 20 ppm. This is presumably because oxygen becomes a gas and mixes into the krypton when the iron on the inner surface of the cylinder is oxidized. Therefore, if such krypton is sealed together with nitrogen or the like in a light bulb and turned on, it is thought that the oxygen mixed in the krypton will have an effect, and the filament will generate impure gases such as oxides from the support etc. It would be preferable if such impure gas could be sorbed by a getter, but since the getter is obstructed by nitrogen as described above, it cannot be sorbed, and therefore the inner wall of the light bulb rapidly turns black. [Means for Solving the Problems] In view of the drawbacks of the prior art as described above, the inventor of the present invention provides an incandescent light bulb containing krypton that prevents the inner wall of the light bulb from turning black and has a long life. As a result of intensive research with the aim of
Moreover, he realized that it was only necessary to fill in a small amount of hydrogen, and completed the present invention.The structure of the incandescent light bulb is to fill the bulb with krypton and argon. , is characterized in that 3×10 -8 to 6×10 -7 g atoms are enclosed per 1 c.c. of the inner volume of the tube. [Function] Since the present invention does not fill the bulb with nitrogen, the function of the getter does not deteriorate. Also, since a trace amount of hydrogen gas is sealed, the homing effect of hydrogen prevents the deterioration of the supports inside the bulb. can be prevented. [Example] The inventor of the present invention used a valve with a diameter of 35 mm,
In addition to removing oxides adhering to the pillars inside the bulb, reduce the vacuum inside the bulb to 10 -3 to 10 -4 mmHg.
After setting the amount of krypton sealed to the valve volume 1
4.5 x 10 -7 g molecules to 1.2 x 10 -5 g molecules per cc, hydrogen from 3 x 10 -8 g atoms to 6 x 10 -7 g atoms per c.c., and argon within the range of 300 mm to 500 mm Hg. In addition to prototyping a large number of light bulbs sealed with
The experiment was conducted under power consumption of 60W and current of 0.56A. As a result, a krypton-containing light bulb filled with a small amount of hydrogen gas without using nitrogen gas is able to prevent the deterioration of the pillars inside the bulb due to the homing effect of hydrogen, allowing the highly pure krypton gas and argon gas to be mixed together. Since the filament circulates within the bulb, there is less evaporated material from the filament adhering to the strut and the inner wall of the bulb, reducing blackening and significantly extending the service life. This is naturally due to the fact that the function of the getter does not deteriorate due to nitrogen gas. In addition, the inclusion of hydrogen gas effectively prevented arc breakage. It is assumed that the effect of the inclusion of hydrogen gas is probably based on the reducing action of hydrogen on the metal surface. Furthermore, it was found that the arc voltage of the krypton-containing light bulb according to the present invention manufactured within the above-mentioned range of the type and amount of filler gas exceeds 180V,
It was also found that the surface temperature of the light bulb only rose by about 180 to 190 degrees Celsius, which was about 40 to 50 degrees Celsius lower than a conventional light bulb filled with a mixture of 50% argon and 50% nitrogen gas. In other words, the non-nitrogen-filled light bulb according to the present invention has less heat loss, and if the amount of nitrogen contained in the filled gas is large, the surface temperature of the light bulb will rise. It can be seen that it is preferable that the gas does not contain nitrogen gas. Furthermore, as a result of the above-mentioned prototype production and experiments, hydrogen gas also causes an increase in the surface temperature of the light bulb when it is contained in an amount of 1.5 x 10 -6 g atoms or more per 1 c.c. of the bulb volume.
Since it has been found that this causes a decrease in efficiency, it is desirable that the amount of the substance enclosed be within the above range. [Effects of the Invention] As described above, the light bulb according to the present invention filled with a mixture of three gases of argon, krypton, and hydrogen within the above-mentioned range is different from the conventional mixture of krypton and nitrogen, or a mixture of three gases of argon, krypton, and nitrogen. Higher quality and longer lifespan than bulbs with sealed bulbs. Here, the high quality and long life were achieved because we were able to effectively prevent the blackening of the inner walls of the light bulbs and the deterioration of the pillars, etc., and the light bulbs of the present invention and the conventional light bulbs had the same brightness. Compared to conventional products, the lifespan of the light bulb of the present invention is 2.
This means that it will expand by about twice as long. Incidentally, the results of a comparison between a conventional lamp and a light bulb filled with a mixed gas of argon, krypton, and hydrogen according to the present invention under the same conditions will be described. In other words, when there is no blackening on the pillar and there is less blackening on the bulb......〇 When there is blackening and there is no difference from conventional lamps......
× The blackening of the bulb will be reduced, but if blackening adheres to the pillar etc. from an early stage......△
【表】
上記の表でわかるように、チツソを封入しない
で水素を封入したランプのみ支柱等は全動程中黒
化せずランプ全体も黒化の進行が遅い（支柱等が
黒化しないということは、ランプ全体も黒化が遅
いことを意味する）
又、アルゴン、水素でも同じ効果が認められた
が、この場合アーク電圧は150Vであり、クリプ
トン、アルゴン、水素が180Vであるので、この
組成が白熱電球として最もよいことがわかる。
本発明は以上の通り、高価なクリプトンを用い
る電球であるが、高品質、長寿命の白熱電球であ
るから使用価値が高く、また、上記水素ガスを従
来の封入ガスにおける窒素ガスに代えてバルブ内
に封入することにより、バルブの表面温度の上昇
や効率の低下を、アーク断線を防止しつつ改善す
ることができるから、クリプトン入りの白熱電球
として極めて有用である。[Table] As can be seen from the table above, only in lamps filled with hydrogen without filling with Chitsuso, the pillars, etc. do not darken during the entire movement, and the progress of blackening on the entire lamp is slow (it is said that the pillars, etc. do not blacken). (This means that the blackening of the lamp as a whole is slow.) Also, the same effect was observed with argon and hydrogen, but in this case the arc voltage was 150V, and for krypton, argon, and hydrogen it was 180V, so this It can be seen that the composition is the best for an incandescent light bulb. As described above, the present invention is a light bulb that uses expensive krypton, but it is a high-quality, long-life incandescent light bulb that has high utility value. By enclosing the krypton inside, it is possible to improve the rise in surface temperature of the bulb and the decrease in efficiency while preventing arc breakage, making it extremely useful as an incandescent light bulb containing krypton.