JPH0626110B2 - High color rendering high pressure sodium lamp - Google Patents
High color rendering high pressure sodium lampInfo
- Publication number
- JPH0626110B2 JPH0626110B2 JP61066007A JP6600786A JPH0626110B2 JP H0626110 B2 JPH0626110 B2 JP H0626110B2 JP 61066007 A JP61066007 A JP 61066007A JP 6600786 A JP6600786 A JP 6600786A JP H0626110 B2 JPH0626110 B2 JP H0626110B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- electrode
- sodium
- electron emitting
- color rendering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、透光性発光管内のナトリウム蒸気圧を高め
た高演色性高圧ナトリウムランプに関し、特に電極に用
いる電子放射物質の改良に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high color rendering high pressure sodium lamp having an increased sodium vapor pressure in a translucent arc tube, and more particularly to improvement of an electron emitting material used for an electrode.
一般に高圧ナトリウムランプにおいては、ランプ動程中
のナトリウム消失を補償するために、発光に寄与する量
よりも過剰の量のナトリウムと、水銀及び始動用希ガス
としてのキセノンがアルミナ発光管内に封入されてい
る。Generally, in a high-pressure sodium lamp, in order to compensate for the disappearance of sodium during the lamp travel, an excessive amount of sodium, and mercury and xenon as a rare gas for starting are enclosed in an alumina arc tube to compensate for the loss of sodium. ing.
このような発光管を備えた高圧ナトリウムランプは飽和
蒸気圧型特性を有し、点灯中の発光管内のナトリウムの
蒸気圧は、発光管の最冷部温度に依存する。A high-pressure sodium lamp equipped with such an arc tube has a saturated vapor pressure type characteristic, and the vapor pressure of sodium in the arc tube during lighting depends on the temperature of the coldest part of the arc tube.
最近、この種の高圧ナトリウムランプにおいて、ランプ
動作時の発光管内におけるナトリウムの蒸気圧を高める
ことによって、発光スペクトルを可視領域全域に広げて
演色性を改善したいわゆる高演色性高圧ナトリウムラン
プ(平均演色評価指数Ra=80〜90)が製品化されてい
る。Recently, in this type of high-pressure sodium lamp, by increasing the vapor pressure of sodium in the arc tube when the lamp is operating, the so-called high color rendering high-pressure sodium lamp (average color rendering) in which the emission spectrum is spread over the entire visible region to improve the color rendering The evaluation index Ra = 80 to 90) has been commercialized.
しかし、このような高圧ナトリウムランプにおける最大
の問題点は、ランプ動作中にランプ電圧が上昇して最終
的にランプが立ち消えることであり、この現象は上記の
ように、より蒸気圧を高めた高演色性の高圧ナトリウム
ランプになるほど顕著である。However, the biggest problem with such a high-pressure sodium lamp is that the lamp voltage rises during the operation of the lamp and eventually the lamp extinguishes, which causes the vapor pressure to increase as described above. This is more noticeable for high color rendering high pressure sodium lamps.
このランプ電圧の上昇は主に次のような原因によるもの
である。This increase in lamp voltage is mainly due to the following reasons.
(1) 電極からの電子放射物質の蒸発・飛散によって電
極近傍の発光管の管壁が黒化し、その結果、発光管の最
冷部温度が上昇して、管内の蒸気圧が上昇し、ランプ電
圧が上昇する。(1) The wall of the arc tube near the electrode is blackened due to evaporation and scattering of the electron emitting material from the electrode, and as a result, the temperature of the coldest part of the arc tube rises, the vapor pressure inside the tube rises, and the lamp The voltage rises.
(2) 電極に付着した電子放射物質が蒸発・飛散して枯
渇するに伴い、電子放射特性が低下し、それにより電極
降下分が増大してランプ電圧が上昇する。(2) As the electron emission material attached to the electrode evaporates, scatters and is exhausted, the electron emission characteristic deteriorates, which increases the electrode drop and increases the lamp voltage.
(3) ナトリウムがアルミナ発光管及び電極構造物質等
と反応して消失するため、ナトリウムアマルガムの水銀
比率が高くなり、その結果ランプ電圧が上昇する。(3) Since sodium reacts with the alumina arc tube and the electrode structural material and disappears, the proportion of mercury in sodium amalgam increases, resulting in an increase in lamp voltage.
上記各原因を検討すると、(1),(2),(3)の全ての場合
において、電極に用いる電子放射物質がランプ電圧の上
昇に関与していることがわかる。Examination of the above causes reveals that in all cases (1), (2), and (3), the electron emitting material used for the electrode is involved in the rise of the lamp voltage.
次に従来の高圧ナトリウムランプにおけるランプ電圧の
上昇の具体的な態様について説明する。従来の高演色性
高圧ナトリウムランプの発光管においては、第5図に示
すような構造の電極が使われている。すなわち、タング
ステン等の耐熱性金属からなる電極芯棒1のまわりに、
タングテン線よりなる内側単コイル2と外側単コイル3
で形成した2層コイルを保持し、前記の2層コイル2,
3の表面上及び空隙に電子放射物質4を同時に付着させ
て、その後で外表面上の電子放射物質をブラッシング等
により除去し、電子放射物質を直接放電中にさらさない
ような構造となっている。Next, a specific mode of increasing the lamp voltage in the conventional high-pressure sodium lamp will be described. In an arc tube of a conventional high color rendering high pressure sodium lamp, an electrode having a structure as shown in FIG. 5 is used. That is, around the electrode core rod 1 made of a heat resistant metal such as tungsten,
Inner single coil 2 and outer single coil 3 made of tang ten wire
Holding the two-layer coil formed in
3 has a structure in which the electron emitting substance 4 is simultaneously adhered to the surface and the voids and the electron emitting substance on the outer surface is removed by brushing or the like so that the electron emitting substance is not directly exposed to the discharge. .
このような構造の電極は従来から高圧ナトリウムランプ
で使われているものであるが、この電極はランプ始動時
の電極温度上昇が遅く、グロー放電時間が10〜20sec と
長いため、発光管内のナトリウム蒸気圧を従来よりも高
めた高演色性高圧ナトリウムランプに適用された場合に
は、早期(6000時間以内)に発光管の電極近傍の管壁の黒
化をもたらし、その結果ランプ電圧の上昇を著しくして
いる。The electrode with such a structure has been conventionally used in high-pressure sodium lamps, but the electrode temperature rises slowly when the lamp is started and the glow discharge time is as long as 10 to 20 seconds. When applied to a high color rendering high pressure sodium lamp with a higher vapor pressure than before, it causes blackening of the tube wall near the electrodes of the arc tube early (within 6000 hours), resulting in an increase in lamp voltage. It is remarkable.
かかる理由に基づくランプの電圧の上昇を防止する手段
として、電極の大きさすなわち熱容量を小さくしてラン
プ始動時の電極温度の上昇速度を速めることにより、ラ
ンプ始動時のグロー放電時間を短くする方法(特公昭5
6−56189号)や、電極全体の大きさを小さくする
ことなく、ランプ点灯初期の電極スポットの短時間安定
を可能にする方法(特開昭56−78057号)等が提案
されている。As a means for preventing the lamp voltage from rising based on such a reason, a method of shortening the glow discharge time at the time of starting the lamp by decreasing the size of the electrode, that is, the heat capacity to speed up the rising rate of the electrode temperature at the time of starting the lamp (Japanese Patent Publication Sho 5
No. 6-56189), and a method of making it possible to stabilize the electrode spot for a short time in the initial stage of lamp lighting without reducing the size of the entire electrode (JP-A-56-78057).
そして、これらの方法に適用される電極の構造は、いず
れも電極芯棒と、これを取り巻き且つ電子放射性物質を
付着せしめた内側コイルと、その内側コイルを取り巻く
外側コイルとから構成されており、内側コイルは2重巻
以上の多重巻コイルからなっている。And, the structure of the electrodes applied to these methods is composed of an electrode core rod, an inner coil surrounding the electrode core and having an electron emissive substance attached thereto, and an outer coil surrounding the inner coil, The inner coil is composed of a double-winding coil or more.
ところが上記構成の電極は、電子放射物質としてアルカ
リ土類金属酸化物を含有するタングステート系の酸化物
を使用しているため、熱蒸発や飛散により電子放射物質
の消耗が著しい。However, since the electrode having the above structure uses a tungstate-based oxide containing an alkaline earth metal oxide as an electron emitting substance, the electron emitting substance is significantly consumed due to thermal evaporation and scattering.
したがって、電子放射物質は寿命末期までの消耗による
枯渇を防止するために、10mg以上の量を内側コイルに保
持する必要があり、熱容量を小さくするための電極の小
型化には、限度があるものである。更にアルカリ土類金
属酸化物を含有するタングステート系の酸化物は、約13
00℃で分解・蒸発して、ナトリウムと化合物を生成する
という欠点を有している。Therefore, it is necessary to hold an amount of 10 mg or more in the inner coil in order to prevent depletion of the electron emitting substance due to exhaustion until the end of its life, and there is a limit to the miniaturization of the electrode to reduce the heat capacity. Is. In addition, the tungstate-based oxide containing an alkaline earth metal oxide is about 13
It has the drawback of decomposing and evaporating at 00 ° C to form a compound with sodium.
本発明は、従来の高圧ナトリウムランプの上記欠点を除
去するためになされたもので、ナトリウムと反応し難
く、且つ高融点を有する電子放射物質を電極に塗布・焼
成することにより、電子放射物質の蒸発・飛散によって
生ずる電極近傍の管壁黒化及びナトリウム消失を抑制
し、それによりランプ動程中のランプ電圧上昇及び光束
低下を抑制して、ランプ寿命を通じて優れた光色、及び
演色特性を維持しつつ、9000時間を越える長寿命を有す
る高演色形高圧ナトリウムランプを提供することを目的
とする。The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional high-pressure sodium lamp. By coating and baking an electrode with an electron-emitting substance that does not easily react with sodium and has a high melting point, Suppresses the blackening of the tube wall and the disappearance of sodium near the electrode caused by evaporation / scattering, thereby suppressing the rise in lamp voltage and the decrease in luminous flux during the lamp travel, maintaining excellent light color and color rendering characteristics throughout the life of the lamp. At the same time, it is an object to provide a high color rendering type high pressure sodium lamp having a long life of more than 9,000 hours.
本発明は、上記問題点を解決するために種々の実験を行
い検討を加えた結果、電極の電子放射物質として、酸化
イットリウム(Y2O3)を用いるようにしたものである。In the present invention, as a result of conducting various experiments and investigations in order to solve the above problems, yttrium oxide (Y 2 O 3 ) is used as an electron emitting substance of the electrode.
電極の電子放射物質として、上記の酸化イットリウムを
選定するに際しては、本発明者らは基礎実験として、以
下に示す条件を満足する電子放射物質用の金属酸化物を
検討した。When selecting the above-mentioned yttrium oxide as the electron emitting substance of the electrode, the present inventors have studied, as a basic experiment, a metal oxide for the electron emitting substance which satisfies the following conditions.
(1) 高演色性高圧ナトリウムランプの発光管シール温
度で分解しないような、少なくとも1600℃以上の高融点
を有すること。(1) It must have a high melting point of at least 1600 ° C so that it will not decompose at the arc tube sealing temperature of a high color rendering high pressure sodium lamp.
(2) 電極動作温度において低い蒸気圧を有すること。(2) It has a low vapor pressure at the electrode operating temperature.
(3) 熱電子放射に対する仕事関数が比較的小さいこ
と。(3) The work function for thermionic emission is relatively small.
(4) ランプ点灯時の温度においてナトリウムと反応し
にくいこと。(4) Does not easily react with sodium at the temperature when the lamp is on.
なおこの基礎実験では、現在高圧ナトリウムランプ用の
電子放射物質として幅広く使用されている酸化バリウム
BaO,酸化カルシウムCaO等や、あるいはそれらを含む
複合酸化物(例えばタングステン酸バリウムカルシウム
Ba2CaWO6等)は、分解温度が低くナトリウムと反応し
やすい等の点を考慮し、また酸化トリウムThO2 やそれ
を含む複合酸化物は、トリウムが放射性元素の一つであ
ること等の点を考慮して、上記金属酸化物の対象から除
外した。In this basic experiment, barium oxide, which is currently widely used as an electron emitting material for high pressure sodium lamps, is used.
BaO, calcium oxide CaO, etc., or a composite oxide containing them (eg barium calcium tungstate)
Ba 2 CaWO 6 etc.) has a low decomposition temperature and is likely to react with sodium. In addition, thorium oxide ThO 2 and complex oxides containing thorium oxide have a problem that thorium is one of radioactive elements. In consideration of the points, the above metal oxides were excluded.
上記実験検討の結果、上記(1)〜(4)の各条件を満足する
電子放射物質は、酸化スカンジウムSc2O3,酸化イット
リウムY2O3,酸化ランタンLa2O3,酸化プラセオジム
Pr2O3,酸化ネオジムNd2O3,酸化サマリウムSm2O3,
酸化ガドリニウムGd2O3,酸化ジスプロシウムDy2O3等
の希土類元素の酸化物であることが判明した。As a result of the above experimental examination, electron-emitting materials satisfying the above conditions (1) to (4) are scandium oxide Sc 2 O 3 , yttrium oxide Y 2 O 3 , lanthanum oxide La 2 O 3 , praseodymium oxide.
Pr 2 O 3 , neodymium oxide Nd 2 O 3 , samarium oxide Sm 2 O 3 ,
It was found to be an oxide of a rare earth element such as gadolinium oxide Gd 2 O 3 and dysprosium oxide Dy 2 O 3 .
そして、これらの酸化物の融点は、次の順序で低くなっ
ていることがわかった。すなわちY2O3(2693゜K),Sc
2O3(2678゜K),Gd2O3(2668゜K),Dy2O3(2658゜
K),Sm2O3(2593゜K),Nd2O3(2588゜K),La2O3(25
73゜K),Pr2O3(2563゜K)の順である。Then, it was found that the melting points of these oxides were lowered in the following order. That is, Y 2 O 3 (2693 ° K), Sc
2 O 3 (2678 ° K), Gd 2 O 3 (2668 ° K), Dy 2 O 3 (2658 ° K), Sm 2 O 3 (2593 ° K), Nd 2 O 3 (2588 ° K), La 2 O 3 (25
73 ° K) and Pr 2 O 3 (2563 ° K) in that order.
また、これらの酸化物の蒸発性は次の順序で増加してい
ることがわかった。すなわち、Y2O3,Sc2O3,Gd
2O3,Dy2O3,La2O3,Sm2O3,Pr2O3,Nd2O3の順で
ある。It was also found that the vaporizability of these oxides increased in the following order. That is, Y 2 O 3 , Sc 2 O 3 , Gd
The order is 2 O 3 , Dy 2 O 3 , La 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Pr 2 O 3 , and Nd 2 O 3 .
また、これらの酸化物の仕事関数は、次の順序で増加し
ていることが判明した。すなわち、Y2O3(2.0e
V),Gd2O3(2.1eV),Dy2O3(2.1eV),Nd2O
3(2.3eV),La2O3(2.8eV),Pr2O3(2.8e
V),Sm2O3(2.8eV),Sc2O3(3.2eV)の順で
ある。It was also found that the work functions of these oxides increased in the following order. That is, Y 2 O 3 (2.0e
V), Gd 2 O 3 (2.1 eV), Dy 2 O 3 (2.1 eV), Nd 2 O
3 (2.3eV), La 2 O 3 (2.8eV), Pr 2 O 3 (2.8e
V), Sm 2 O 3 (2.8 eV), and Sc 2 O 3 (3.2 eV) in that order.
これらの希土類元素の酸化物の中で、特に酸化イットリ
ウムY2O3を電子放射物質とし使用すると、ランプ電圧
の上昇及び光束劣化は著しく抑えられ、始動特性も比較
的良好であった。Among these rare earth element oxides, particularly when yttrium oxide Y 2 O 3 was used as the electron emitting material, the rise in lamp voltage and the deterioration of luminous flux were significantly suppressed, and the starting characteristics were relatively good.
そこで、本発明は、高演色性高圧ナトリウムランプ用電
極の電子放射物質として、上記のように酸化イットリウ
ムY2O3を用いるものである。この酸化イットリウムY
2 3を用いることによって、ランプ電圧の上昇及び光束劣
化が著しく抑制され、始動性も比較的良好になる理由は
明確ではないが、上記のように、融点,蒸発性及び仕事
関数の全ての面で、他の酸化物より優れており、したが
って電子放射物質の蒸発・飛散に基づく発光管の黒化と
電子放射物質の枯渇を抑制し、更には最も遊離の酸化を
放出しにくいものであるので、ナトリウムとの反応性も
低く、ナトリウムの消失の抑制効果が著しくなるためと
考えられる。Therefore, the present invention uses yttrium oxide Y 2 O 3 as the electron emitting material of the electrode for the high color rendering high pressure sodium lamp. This yttrium oxide Y
By using 2 3, rise and luminous flux deterioration of the lamp voltage is considerably suppressed, although why even startability becomes relatively good is not clear, as described above, the melting point, all aspects of evaporative and work function It is superior to other oxides, and therefore suppresses the blackening of the arc tube and the depletion of the electron emitting substance due to the evaporation and scattering of the electron emitting substance, and it is the most difficult to release the free oxidation. It is considered that the reactivity with sodium is low and the effect of suppressing the disappearance of sodium becomes remarkable.
以上のように酸化イットリウムY2O3を、高演色性高圧
ナトリウムランプ電極の電子放射物質とすることによ
り、ランプ寿命を通じて優れた光色及び演色特性を維持
しつつランプ電圧の上昇及び光束劣化が抑制され、ラン
プ寿命が向上し、所期の目的の達成が可能となる。As described above, when yttrium oxide Y 2 O 3 is used as the electron emitting material of the high color rendering high pressure sodium lamp electrode, the lamp voltage is increased and the luminous flux is deteriorated while maintaining excellent light color and color rendering characteristics throughout the life of the lamp. It is suppressed, the lamp life is improved, and the intended purpose can be achieved.
以下、本発明を50Wの高演色性高圧ナトリウムランプに
適用した実施例について詳細に説明する。使用した発光
管の電極構造は、第1図に示す構成を有するものであ
る。すなわち、タングステンからなる直径0.5mmの電
極芯棒1の外周に接して、内側コイル2′として直径
0.2mmのタングステン線からなる一次コイルに直径0.
05mmのタングステン線からなる二次コイルを予め巻回し
て形成した2重コイルを巻きつけ、更にタングステンか
らなる直径0.3mmの外側コイル3を内側コイル2′の
回りに巻回して構成している。Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a 50 W high color rendering high pressure sodium lamp will be described in detail. The electrode structure of the arc tube used has the structure shown in FIG. In other words, the inner coil 2'contacts the outer circumference of the electrode core rod 1 made of tungsten and has a diameter of 0.5 mm.
A double coil formed by winding a secondary coil made of 05mm tungsten wire in advance is wound, and an outer coil 3 made of tungsten and having a diameter of 0.3mm is wound around the inner coil 2 '. .
一方、電子放射物質4は、市販の純度 99.99%の酸化イ
ットリウムY2O3の粉末に、ブチルアルコールとバイン
ダーとしてニトロセルローズラッカーを加えてよく撹拌
して懸濁液にする。On the other hand, as the electron emitting substance 4, butyl alcohol and nitrocellulose lacquer as a binder are added to a commercially available powder of yttrium oxide Y 2 O 3 having a purity of 99.99% and well stirred to form a suspension.
次いで、この懸濁液に前記電極を浸漬して電子放射物質
を塗布し乾燥させた後、外側コイルの表面の電子放射物
質をブラッシングにより除去する。その後、水素雰囲気
中で約2200℃の温度で焼成し電極を作成した。この焼成
工程においては、酸化イットリウムの融点は2400℃と高
いので、電極構成部材との結着性を良くするため、焼成
温度は少なくとも2000℃以上とするのが望ましい。Next, the electrode is dipped in this suspension to apply an electron emitting substance and dried, and then the electron emitting substance on the surface of the outer coil is removed by brushing. Then, it was fired at a temperature of about 2200 ° C. in a hydrogen atmosphere to form an electrode. In this firing step, since the melting point of yttrium oxide is as high as 2400 ° C., the firing temperature is preferably at least 2000 ° C. or higher in order to improve the binding property with the electrode constituent member.
他に、電子放射物質の塗布・焼成方法として、イットリ
ウムのアルコキシド溶液に電極を浸漬して乾燥させた
後、加熱する方法もある。この方法によれば、電極への
結着性のよい均一な膜状の結晶化ガラスのY2O3電子放
射物質が得られる。In addition, as a method of applying and firing the electron emitting substance, there is also a method of immersing the electrode in an yttrium alkoxide solution to dry it and then heating it. According to this method, it is possible to obtain a uniform filmy crystallized glass Y 2 O 3 electron-emitting substance having a good binding property to the electrode.
第2図は、上記のようにして作成された電極を組み込ん
だ50Wの高演色性高圧ナトリウムランプ用の発光管を示
す。図において、5は内径が4.0mmの多結晶アルミナ
製の発光管本体であり、該発光管本体5の両端部には、
主電極7a,7bを具備した導電性の耐熱金属管6a,
6bを、該主電極7a,7bの距離が9.0mmとなるよ
うに配置し、該耐熱金属管6a,6bと発光管本体5と
の間の間隙をシーリングフリットにより気密に封止して
いる。なお、耐熱金属管の一方6aは排気管をも兼ねて
いる。FIG. 2 shows an arc tube for a 50 W high color rendering high pressure sodium lamp which incorporates the electrodes prepared as described above. In the figure, 5 is an arc tube main body made of polycrystalline alumina having an inner diameter of 4.0 mm, and both ends of the arc tube main body 5 are
Conductive heat-resistant metal tube 6a having main electrodes 7a, 7b,
6b is arranged such that the distance between the main electrodes 7a and 7b is 9.0 mm, and the gap between the heat-resistant metal tubes 6a and 6b and the arc tube body 5 is hermetically sealed by a sealing frit. . One of the heat-resistant metal pipes 6a also serves as an exhaust pipe.
そして、このような構造の発光管内には、ナトリウム1.
67mg及び水銀5.0mgからなるナトリウムアマルガム
8、及び始動用補助ガスとしてキセノン60Torrが封入さ
れており、ランプ点灯時には、ナトリウムアマルガム8
の一部が蒸発する、いわゆる飽和蒸気圧形となってい
る。Sodium 1.
It contains sodium amalgam 8 consisting of 67 mg and mercury 5.0 mg, and xenon 60 Torr as auxiliary gas for starting.
It is a so-called saturated vapor pressure type in which a part of is evaporated.
通常、高演色性高圧ナトリウムランプの発光管において
は、発光管内の蒸気圧を高めるためにナトリウムアマル
ガムが存在する発光管端部を保温するためのタンタル等
からなる金属箔が、その端部に巻回されている。Usually, in the arc tube of a high color rendering high pressure sodium lamp, a metal foil made of tantalum or the like is wrapped around the end of the arc tube where sodium amalgam is present to increase the vapor pressure in the arc tube. It has been turned.
しかし、本実施例では、最冷部が第2図に示すように、
導電性の耐熱金属管6aの部分に形成されるように構成
しているため、上記のような保温手段による保温効果は
薄い。したがって管内蒸気圧を高めるには他の手段で耐
熱金属管6aの部分の温度を上げる必要があり、本実施
例では管壁負荷を40w/cm2以上にして発光管全体の温
度を上げる構造を採用している。このような発光管構造
によって耐熱金属管に位置する最冷部温度を 850℃以上
にすることが可能となり、所望の色特性(色温度Tc=2
500K,Ra=85)を得ることができる。なおこの場合発
光管の実効ランプ電圧Vlは45V,ランプ電流Ilは1.25
Aである。However, in this embodiment, the coldest part is as shown in FIG.
Since the heat-resistant metal tube 6a is formed on the conductive heat-resistant metal tube 6a, the heat-retaining effect of the heat-retaining means is small. Therefore, in order to increase the vapor pressure in the tube, it is necessary to raise the temperature of the heat-resistant metal tube 6a by other means. In this embodiment, the temperature of the entire arc tube is raised by setting the tube wall load to 40 w / cm 2 or more. It is adopted. With such an arc tube structure, the temperature of the coldest portion located in the heat-resistant metal tube can be set to 850 ° C. or higher, and desired color characteristics (color temperature T c = 2
500K, Ra = 85) can be obtained. In this case, the effective lamp voltage Vl of the arc tube is 45 V and the lamp current Il is 1.25.
It is A.
このように構成した発光管を外球(図示せず)に収納し
て、50W高圧ナトリウムランプ用安定器で、7.5時間
点灯−0.5時間消灯のサイクルでランプ寿命試験を行
い、6000時間点灯後及び9000時間点灯後のランプ電圧V
lの上昇状態,全光束F,色温度Tc及び平均演色評価
指数Raを測定した。また、ランプ始動時における電極
スポットの安定時間TB・A も測定した。The arc tube constructed in this manner was housed in an outer bulb (not shown), and a lamp life test was performed with a ballast for a 50 W high-pressure sodium lamp in a cycle of 7.5 hours of lighting-0.5 hours of extinction. Lamp voltage V after lighting for 1 hour and after lighting for 9,000 hours
The ascending state of 1, the total luminous flux F, the color temperature T c, and the average color rendering index R a were measured. Further, the stabilization time T B · A of the electrode spot at the time of starting the lamp was also measured.
なお、比較のため、参照例としてタングステン酸バリウ
ムカルシウムBa2CaWO6及び酸化トリウムThO2を電子
放射物質として使用した従来のランプについても、上記
と同様な測定を行った。For comparison, the same measurement as above was performed for a conventional lamp using barium calcium tungstate Ba 2 CaWO 6 and thorium oxide ThO 2 as electron emitting materials as a reference example.
第1表に、それらの測定結果を電子放射物質の種類別に
示す。また、第3図及び第4図に、電子放射物質として
それぞれ、Y2O3(本発明)及びThO2並びにBa2CaW
O6を使用した高演色性高圧ナトリウムランプの9000時
間までのランプ電圧Vl及び光束維持率の変化を示し
た。第3図及び第4図において、Aは本発明(Y2O3)の
データ、BはThO2,CはBa2CaWO6をそれぞれ用いた
参照例のデータを示している。なお、Ba2CaWO6を電子
放射物質として用いたランプの9000時間点灯後のデータ
が示されていないのは、このランプの6000時間点灯時に
おいて、すでにF値が50%程度に低下し、しかもRaが
50以下となって高演色性を失っているので、それ以後の
測定を中止したためである。Table 1 shows the measurement results for each type of electron emitting material. 3 and 4 show Y 2 O 3 (invention), ThO 2 and Ba 2 CaW as electron emitting materials, respectively.
The changes in the lamp voltage Vl and the luminous flux maintenance factor of the high color rendering high pressure sodium lamp using O 6 up to 9000 hours are shown. 3 and 4, A shows data of the present invention (Y 2 O 3 ), B shows ThO 2 and C shows data of a reference example using Ba 2 CaWO 6 , respectively. It should be noted that no data is shown after a lamp using Ba 2 CaWO 6 as an electron-emitting substance after 9000 hours of operation has shown that the F value has already dropped to about 50% after 6000 hours of operation of this lamp, and Ra is
This is because the color rendering property was reduced to 50 or less and the color rendering property was lost, and the measurement after that was stopped.
第1表 第1表からわかるように、電子放射物質としてY2O3を
使用した本発明に係わるランプは、全寿命中に優れた色
特性を維持しており、9000時間におけるVlの上昇も1
Vで、また光束維持率も85%であり、他の電子放射物質
使用のランプと比較して非常に優れた特性を示してい
る。Table 1 As can be seen from Table 1, the lamp according to the present invention, which uses Y 2 O 3 as the electron emitting material, maintains excellent color characteristics during the entire life, and the increase of Vl at 9000 hours is 1
At V, the luminous flux maintenance factor is 85%, which is a very excellent characteristic as compared with other lamps using electron emitting materials.
9000時間点灯後の発光管端部の黒化状況を観察したとろ
ろ、電子放射物質としてY2O3を使用した本発明に係る
ランプは、その他の電子放射物質を使用したランプに比
べて黒化が非常に少なかった。したがって、この端部の
管壁黒化がVl上昇と光束維持率に重大な影響を及ぼし
ていることがわかった。After observing the blackening state of the end portion of the arc tube after 9000 hours of operation, the lamp according to the present invention using Y 2 O 3 as an electron emitting substance is blackened as compared with a lamp using another electron emitting substance. Was very few. Therefore, it was found that the blackening of the tube wall at this end had a significant influence on the increase in Vl and the luminous flux maintenance factor.
このようにY2O3からなる電子放射物質を付着した電極
を装着した発光管の端部黒化が非常に少ないのは、前述
のように、Y2O3が高融点を有し、電極動作温度での蒸
発・分解が少ないためである。Thus Y 2 O 3 from the end blackening of electron emitting materials attached to electrodes attached to the arc tube is very small comprising, as described above, Y 2 O 3 has a high melting point, the electrode This is because there is little evaporation / decomposition at the operating temperature.
このY2O3を電子放射物質として用いたランプにおける
Vlや光束維持率の優れた特徴は、Y2O3を用いた発光
管の始動特性が、他の電子放射物質を用いたランプより
も、若干悪いという短所を、補償して余りある優れた効
果である。The excellent characteristics of Vl and luminous flux maintenance rate in a lamp using Y 2 O 3 as an electron emitting substance are that the starting characteristics of an arc tube using Y 2 O 3 are higher than those of a lamp using another electron emitting substance. However, this is an excellent effect that is more than compensated for the disadvantage of being slightly worse.
また一般に始動時間が長いと、電極の電子放射物質の蒸
発・飛散の他に電極の根元からのバックアーク現象が頻
繁になり、シール部やパイプ端部管壁においてヒートシ
ョックによるクラック等を発生させる要因となるが、本
発明による実施例においては9000時間までにクラックに
よるリークは皆無であった。Moreover, in general, if the starting time is long, in addition to evaporation / scattering of the electron emitting substance of the electrode, back arc phenomenon from the root of the electrode becomes frequent, and cracks due to heat shock are generated in the seal part and the pipe end pipe wall. As a factor, in the examples according to the present invention, there was no leak due to cracks by 9000 hours.
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
係る高演色性高圧ナトリウムランプは、電子放射物質と
して高融点を有し、蒸発・分解温度が高く、且つ比較的
小さな仕事関数を有するY2O3を使用しているので、電
極の電子放射物質の蒸発・飛散が大幅に抑制され、した
がって発光管端部の管壁黒化が抑制されるのでランプ寿
命中のランプ電圧上昇が少なく、光束維持率を向上させ
る等の多くの優れた効果を有するものである。As described in detail based on the above examples, the high color rendering high pressure sodium lamp according to the present invention has a high melting point as an electron emitting substance, a high evaporation / decomposition temperature, and a relatively small work function. Since Y 2 O 3 is used, the evaporation and scattering of the electron emitting material of the electrode is greatly suppressed, and therefore the blackening of the tube wall at the end of the arc tube is suppressed, and the lamp voltage rise during the lamp life is small. It has many excellent effects such as improving the luminous flux maintenance factor.
更に、電子放射物質として用いたY2O3はナトリウムと
反応しにくいので、ナトリウム消失によるナトリウムア
マルガム比の変化が抑制され、ランプ寿命を通じての優
れた発色及び演色性が維持できる。Furthermore, since Y 2 O 3 used as an electron emitting substance does not easily react with sodium, a change in the sodium amalgam ratio due to the disappearance of sodium is suppressed, and excellent color development and color rendering properties can be maintained throughout the life of the lamp.
第1図は、本発明に係る高演色性高圧ナトリウムランプ
の実施例における発光管の電極の断面図、第2図は、本
発明の実施例の発光管の断面図、第3図は、本発明の実
施例と参照例の9000時間までのランプ電圧Vlの動程を
示すグラフ図、第4図は、同じく9000時間までの光束維
持率の動程を示すクラフ図、第5図は、従来の高圧ナト
リウムランプ用電極の断面図である。 図において、1は電極芯棒、2は内側単コイル、2′は
内側2重コイル、3は外側コイル、4は電子放射物質、
5は発光管本体、6a,6bは耐熱金属管、7a,7b
は主電極、8はナトリウムアマルガムを示す。FIG. 1 is a sectional view of an electrode of an arc tube in an embodiment of a high color rendering high pressure sodium lamp according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an arc tube of an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the range of the lamp voltage Vl up to 9000 hours in the embodiment of the invention and the reference example, FIG. 4 is a graph showing the range of the luminous flux maintenance rate up to 9000 hours, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the high pressure sodium lamp electrode of FIG. In the figure, 1 is an electrode core rod, 2 is an inner single coil, 2'is an inner double coil, 3 is an outer coil, 4 is an electron emitting substance,
5 is the arc tube body, 6a and 6b are heat-resistant metal tubes, and 7a and 7b
Indicates a main electrode, and 8 indicates sodium amalgam.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽生 智行 埼玉県行田市富士見町1丁目20番地 岩崎 電気株式会社開発センター内 (72)発明者 山本 康晴 埼玉県行田市壱里山町1−1 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−122353(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomoyuki Hanyu 1-20 Fujimi-cho, Gyoda-shi, Saitama Iwaki Electric Co., Ltd. Development Center (72) Inventor Yasuharu Yamamoto 1-1 Iriyama-cho, Gyoda-shi, Saitama Iwasaki Electric Saitama Seisakusho Co., Ltd. (56) Reference JP-A-55-122353 (JP, A)
Claims (1)
に、ナトリウム及び水銀と共に始動補助ガスとしてキセ
ノンを封入し、ランプ動作中に管内のナトリウム蒸気圧
を高めた飽和蒸気圧形の高演色性高圧ナトリウムランプ
において、前記電極の電子放射物質として、酸化イット
リウムを単体で用いたことを特徴とする高演色性高圧ナ
トリウムランプ。1. A saturated vapor pressure type in which xenon as a starting auxiliary gas is enclosed together with sodium and mercury in a translucent arc tube having electrodes at both ends to increase the sodium vapor pressure in the tube during lamp operation. A high-color-rendering high-pressure sodium lamp, wherein yttrium oxide is used alone as an electron-emitting substance of the electrode in the high-color-rendering high-pressure sodium lamp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61066007A JPH0626110B2 (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | High color rendering high pressure sodium lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61066007A JPH0626110B2 (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | High color rendering high pressure sodium lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62223964A JPS62223964A (en) | 1987-10-01 |
| JPH0626110B2 true JPH0626110B2 (en) | 1994-04-06 |
Family
ID=13303456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61066007A Expired - Lifetime JPH0626110B2 (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | High color rendering high pressure sodium lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626110B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5457375A (en) * | 1977-10-14 | 1979-05-09 | Hitachi Ltd | High-pressure sodium vapor lamp |
| JPS55122353A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | High-pressure sodium lamp |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP61066007A patent/JPH0626110B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62223964A (en) | 1987-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3334261A (en) | High pressure discharge device having a fill including iodine mercury and at least one rare earth metal | |
| US3708710A (en) | Discharge lamp thermoionic cathode containing emission material | |
| JPH0146989B2 (en) | ||
| US3563797A (en) | Method of making air stable cathode for discharge device | |
| JPS6346533B2 (en) | ||
| US4479074A (en) | High intensity vapor discharge lamp with sintering aids for electrode emission materials | |
| US5798612A (en) | Metal-halide discharge lamp for photo-optical purposes | |
| US2959702A (en) | Lamp and mount | |
| JPH0721981A (en) | Metal halide lamp | |
| JPH0626110B2 (en) | High color rendering high pressure sodium lamp | |
| JP3480340B2 (en) | DC discharge lamp | |
| US3840768A (en) | High intensity lamp with cermet igniter | |
| JPH048896B2 (en) | ||
| US4420708A (en) | High-pressure sodium vapor discharge lamp | |
| US3809943A (en) | High intensity discharge lamp electrode | |
| JPH1031973A (en) | Electrode for high pressure sodium lamp | |
| JP3399103B2 (en) | Unsaturated vapor pressure type high pressure sodium lamp | |
| JPH05144412A (en) | Fluorescent lamp | |
| JPH0527940B2 (en) | ||
| JP2628314B2 (en) | Cold cathode discharge lamp device | |
| CA1172683A (en) | Electron emitting coating in metal halide arc lamp | |
| JPS64692Y2 (en) | ||
| JPS6030065B2 (en) | metal vapor discharge lamp | |
| JPH0582084A (en) | High pressure sodium lamp | |
| JPH0527941B2 (en) |