JP2009503771A

JP2009503771A - 新規ガス充填物を有する低圧ガス放電ランプ

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Publication number: JP2009503771A
Application number: JP2008523225A
Authority: JP
Inventors: ベックマーティン; ディヒトルユルゲン; ホフマンローラント
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: DE102005035191A1; EP1908092A2; CN101361162A; US20090284154A1; WO2007012467A3; WO2007012467A2; CN101361162B; JP4700733B2; US7948182B2; CA2616060A1

Abstract

本発明は、低いＨｇ蒸気圧で始動電圧及び作動電圧を低減するための低圧放電ランプの新規ガス充填物に関する。Ｎｅ及びＫｒからなる混合物が有利であり、この場合、ガス充填物のＡｒ割合は著しく低減される。

Description

本発明は、新規ガス充填物を有する低圧ガス放電ランプに関する。

背景技術
低圧ガス放電ランプにおいて、ＵＶ線又は、蛍光体を媒介して可視光を生じさせるために、ガス状の放電媒体中に放電を点火しかつ維持する。ランプの放電管中に含まれるガス充填物は、一般に水銀（Ｈｇ）を含有し、この水銀は放電管中に存在するＨｇ源から提供される。このＨｇ配量は、ランプの持続運転において発光効率のために良好なＨｇ蒸気圧が生じるように調整しなければならない。

発明の開示
発明が解決しようとする課題
本発明の根底をなす技術的課題は、低圧ガス放電ランプにおいて使用の可能性又は構造の可能性を拡張する、新規充填物を有する低圧ガス放電ランプを提供することであった。

課題を解決するための手段
本発明は、ガス充填物がＮｅ２５体積％〜７０体積％、Ａｒ２５体積％まで、他の希ガス及び通常の不純物１０体積％まで及び残りとしてＫｒからなることを特徴とする、放電管と前記放電管中のガス充填物とを有する低圧ガス放電ランプに関する。

有利な実施態様は、従属形式請求項に記載されている。

本発明者は、考えられる多様な場合で、低圧ガス放電ランプをランプ全体又は少なくとも放電管中のＨｇ源の比較的高い持続運転温度で運転すべきであることから出発している。Ｈｇ源のこの高めた温度はこの場合構造が原因であり、これに関しては次に詳細に説明する。この高めた温度は、つまりその他の点で通常の範囲内にあるランプ温度及び周囲温度でも生じることがある。このような場合に、ランプを比較してＨｇ源の極めて低い温度で点灯できなければならない。

ランプにとって所定の条件下で高めた温度が全体として生じる場合でも、個々の場合では、極めて低い温度であっても点灯すべきことが生じる。一例は、相対的に閉鎖された照明ケーシング中での屋外照明用の低圧ガス放電ランプであり、前記照明ケーシング中に一方で持続運転の間に、ランプの損失出力によって外気温と比べて明らかに高い温度が生じるが、その中では他方で比較的長いスイッチオフ期間の後で低温が存在する。

このような場合では、運転の間に高めた温度用に設定されたＨｇ源は、比較的寒冷の条件下で点灯試験の際に低いＨｇ蒸気圧を提供するため、通常のガス充填物を用いた場合に比較的高い始動電圧が生じる。この高い始動電圧は、安定器の費用のかかる構造を必要とするか又は安定器に過剰な負荷をかけ、つまり点灯試験が不成功となるか又は調光運転において不安定となる。

同様のことが調光可能なランプの場合の比較的低い調光段階でも通用し、その際、相応してわずかな損失熱が生じ、それに応じて寒冷条件での始動と同様に、ランプ全体の又はその中のＨｇ源の比較的低い温度が生じる。

前記したガス充填物は、先行技術と比較して著しく低減されたＡｒ割合及びＫｒ及びＮｅの明らかに高められた割合を有し、記載された課題を解決する。

温度、必要な光効率、許容されるか又は所望の作動電圧及び他の観点を考慮して個々の場合の状況に応じて、記載された範囲で適当な混合物を作成することができる。この場合、本発明は、Ａｒが完全にＫｒ及びＮｅに置き換えられることを必ずしも想定していないが、それにもかかわらずこれはＡｒについて下限値０体積％の概念で含まれている。もちろん、所定の割合のＡｒは光効率を改善するため、少なくとも２体積％、有利に４体積％、特に有利に５体積％のＡｒ割合が有利である。他方で、このＡｒ割合は本発明の基本的な目的のために高すぎるのは好ましくなく、有利に２０体積％を越えず、特に有利に１７もしくは１５体積％を越えない。

作動電圧を著しく低下させることは重要でない、それというのも、Ｋｒ割合が多すぎるのは好ましくないためである。Ｋｒは作動電圧を低下させるが、Ｎｅは高めることが判明した。両方の成分は、本発明によるガス充填物の調節の際に反対方向に変更するのが好ましい。有利に、少なくとも３５体積％、特に有利に４０体積％、４４体積％、４６体積％及び４８体積％であるのが有利であり、この場合、この列挙された限界値はここで及び他の箇所で記載された順序で次第に好ましくなる。もちろん、Ｎｅ割合は、作動電圧を大きくしすぎないために、有利に６５体積％を越えない、特に有利に６０体積％もしくは５７体積％を越えないのが好ましい。

本発明の場合に、ガス充填物の残りは、完全にＫｒに相当することができ、その場合、もちろん通常の不純物は含まれている。もちろん、残りの所定の割合を他の希ガスにより形成させることは、本発明の範囲内で可能であるが、有利ではない。通常の不純物を含めたこの残りの希ガスの割合は、有利に８体積％を越えない、特に有利に６体積％、４体積％もしくは２体積％を越えない。

本発明によるランプ中で蒸気圧を調節するＨｇ源の重要な温度範囲は、１００℃〜１７０℃である。この範囲内で、通常のＨｇアマルガムを用いた場合に困難が生じることがある、それというのもこれは高すぎるＨｇ蒸気圧を調節するためである。従って、本発明は、前記ガス充填物とＨｇアマルガム及びマスターアロイとの組合せのために特に適しており、その際、前記マスターアロイは一般式
Ｉｎ_a-eＸ_bＹ_cＺ_dＲ_e
に相当し、前記式中、
Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｙは、Ｐｂ、Ｚｎからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｚは、Ｎｉ、Ｔｅからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｒは、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｇａ及び通常の残りの添加物を有し、
かつ、その際、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは次の条件が通用する：
７０％≦ａ≦９８％、
ｂ≦２５％、
ｃ≦２５％、
ｄ≦２０％、
ｅ≦１５％、
その際、さらに、ｃ＝０％の場合に、２％≦ｂであり、
ＸがＣｕである場合に、５％≦ｂであり、
ＺがＮｉである場合に、ｄ≦５％であり、かつ
ＲがＧａである場合に、ｅ≦５％である。

このいわゆるマスターアロイは、Ｈｇとアマルガムに加工される金属混合物もしくは金属合金であり、この金属混合物もしくは金属合金はＨｇと別個にランプ中に添加することができ、かつランプ中でＨｇと結びつくことができる。

原則として、比較的大きなＩｎ割合が前記マスターアロイ中に保たれる（この場合、アロイの概念は、一般的な意味で異なる種類の金属混合物の上位概念としての合金、特に本来の合金であると解釈される）。このＩｎ割合は、化学量論的パラメータａの記載された範囲内であり、つまり７０％〜９８％である。有利な上限は、さらに９７．５％、及び９７％である。有利な下限は、７５％、８０％、８５％、９０％、９２％である。マスターアロイの割合との関連で、％の表記は、本願明細書中で及び特許請求の範囲中で原則として質量％である。

この場合、化学量論的パラメータａはこの場合なお、特別なＢｉ、Ｓｂ及びＧａの添加物を１５％まで、Ｇａの場合には５％まで含むことを考慮しなければならない。本来のＩｎ割合についての実際の最下限は、つまり５５％である。

Ｂｉ添加物、Ｓｂ添加物又はＧａ添加物は、本発明を本質的に害しないが、重要な特有の機能も満たさない。

Ｘと関連するＡｇ、Ｃｕ及び／又はＳｎの割合は、溶融範囲を広げる機能を有する。これは、マスターアロイ中での多相状態の導入により行われる。特にこの場合にＡｇが有利であり、場合によりＣｕ及び／又はＳｎとの組合せも有利である。相応する化学量論的パラメータｂは本発明の場合に高くても２５％である。この場合、上限は２０％、１５％、１２％、１０％、８％であるのが有利である。次に説明された成分Ｙが存在しない場合には、つまりｃ＝０％の場合には、ｂは少なくとも２％である。さらにＸについてＣｕが選択される場合に、ｂは少なくとも５％である。その他の点では、これとは無関係に、下限は２％、２．５％、３％及び３．５％が有利であり、この場合、ｂは２％未満、もしくは０％であることができ、次に述べる成分Ｙが存在する場合に、Ｘをつまり大幅に又は全く使用しなくてもよい。

Ｙに関連する成分は、溶融範囲の上限をより高い温度にシフトさせる機能を有する。特に望ましい場合に、大きさに応じて約１４５℃での典型的に利用可能な約４Ｐａまでの蒸気圧範囲の前記の上限を、１６０℃又は１７０℃に高めることができる。この場合、ＰｂがＺｎと比べて有利である、それというのも、Ｚｎは黒化を引き起こすことがあるためである。相応する化学量論的パラメータｃは本発明の場合に２５％未満である。有利な上限は、２０％、１８％、１６％、１４％、１２％、１０％である。極めて良好なマスターアロイの場合にＹを完全に使用しなくてもよいため、つまり溶融範囲の上限のシフトが必要ない場合には、特にこの値は本発明の場合に０％であるのが有利である。

２０％を超える高い値は、この場合、１００Ｗを越える比較的高いランプ出力の場合及び／又は特に高い熱導入が生じるランプ形状の場合に重要である。このような形状の例は、次になお詳細に説明する螺旋形ランプであり、これは１つの実施例でもある。しかしながら通常の棒状ランプも考慮され、この場合、Ｈｇ源が例えば電極により比較的大きな熱導入を被るようにＨｇ源を取り付けることができる。しかしながら成分Ｙは任意であり、本発明にとって無条件には必要でない。

Ｚを用いて他の成分が象徴されている。それによりＮｉ及びＴｅが包含されていて、これらは金属固溶体又は金属間化合物の形でアマルガムのペースト状の状態を形成させるか又は改善することができる。相応する粘度上昇は、アマルガムの取り扱いのため及び／又はランプ中での所定の箇所からの滴落ち又は漏出の抑制のために重要である。Ｎｉ又はＴｅは、Ｈｇの蒸気圧又はアマルガム形成のために重要な意味を有していない。この添加物の意味は、ランプ中へアマルガムを導入及び取り付ける種類に著しく依存する。

化学量論的パラメータｄの有利な値は、Ｎｉの場合に０％〜５％、Ｔｅの場合に０％〜２０％である。ここでも、極めて良好なマスターアロイの場合に、Ｚは完全に使用しなくてもよいことが通用する。ｄ＝０％は本発明の場合に有利な値でもある。比較的多くのＴｅを考慮する場合には、Ｉｎ割合はむしろ上側の領域にあるのが好ましく、有利に８０％を越える、さらに有利に８５％を越える、さらに有利に９０％を越えるのが好ましい。

マスターアロイに数えられないＨｇ割合自体は、有利に３％〜２０％の間にある。３％の下側の値は、通常の場合に本質的な予備値ではない、それというのもこの値は７％を越える、さらに有利に１０％を越えるのが有利である。さらに、Ｈｇ割合は高くても１５％であるのが有利である。

このマスターアロイを用いて、Ｈｇアマルガムが作成され、このアマルガムは所望の温度範囲もしくは前記温度範囲の一部分で、約０．５〜４Ｐａの所望の蒸気圧を提供し、この場合１〜２Ｐａの蒸気圧が有利である。一方で０．５〜０．７Ｐａの範囲、他方で約４Ｐａまでの範囲は、多くの蛍光体ランプの場合に、少なくとも９０％の光効率に相当する。例えば、約２６ｍｍの直径を有するいわゆるＴ８ランプの場合に、蒸気圧は１Ｐａの大きさが有利であり、他方で１６ｍｍの直径を有するＴ５ランプの場合には、むしろ１．６Ｐａが有利である。この場合、約２０％、有利に１０％の許容幅が存在する。だいたいにおいて、管状ランプの場合にランプ直径は有利なＨｇ蒸気圧に反比例することを推測できる。

本発明によるランプについての可能な形状は、放電管の螺旋形を含み、つまり、螺旋形の内部で放電管に取り付けられた管状部分が配置されている放電管を含む。この管状部分は、この場合、螺旋形の端部に取り付けられ、かつ螺旋形内の軸にほぼ並行に延びる。この螺旋形は二重螺旋形であるのが有利であり、つまり、それぞれ螺旋形でかつそれぞれの末端が出会う２つの放電管部分から構成されているのが有利である。その箇所に管状部分が取り付けられる。本発明の範囲内で詳細に言及されていないポンプ管としての利点の他に、この管状部分は、Ｈｇ源のための位置として利用され、この箇所は螺旋形の放電管により十分に取り囲まれ、外界から「遮閉」されている。従って、ここでは、より高く、かつ周囲条件及びその変動にあまり依存しない温度を形成することができる。

他の可能性は、特に有利に大きくても１６ｍｍの比較的わずかな直径を有する通常の棒状ランプ、いわゆるＴ５ランプ又はそれ以下のランプにある。比較的薄い放電管を有するこのような棒状ランプの場合に、容易に狭い組立状況が生じるため、このＨｇ源はより大きな管直径を有する棒状ランプの場合よりも高い温度に曝されることができる。特に、Ｈｇ源用のサポート部は、第２の実施例が詳細に明らかにしているように、電極の領域及びそのサポート部に取り付けることができる。

図面の簡単な説明
次に、本発明を、例示的に図面を用いて詳細に説明する。この個々の特徴は異なる組合せの場合でも本発明の本質をなすことができる。

図面の説明：
図１ａは、先行技術と差異について本発明の第１の適用可能性を具体的に説明するための、コンパクト型蛍光ランプの部分断面図を表す。

図１ｂは、図１ａのバリエーションを表す。

図２ａは、図１ａと同様のコンパクト型蛍光体ランプに対する、放電管及び本発明による管状部分の部分断面図を表す。

図２ｂは、図１ｂに対応する図２ａのバリエーションを表す。

図３は、本発明による他の適用可能性を具体的に説明するための、まっすぐな管状の蛍光ランプの末端部分の部分断面図を表す。

図４は、本発明による充填物と通常の充填物との始動電圧の比較についてグラフを表す。

図５は、先行技術と比較した本発明によるランプの電流電圧特性曲線のグラフを表す。

発明を実施するための最良の形態
次に、比較的高い温度範囲に適合したガス充填物用の適用可能性が生じるランプについての実施例を示す。

図１ａは、先行技術並びに本発明を説明するコンパクト型蛍光ランプの部分断面図を示す。このランプは、螺旋形に湾曲した放電管２を包囲する外球１を有する。前記放電管２は、そのケーシングでだけ示される電子的安定器３に接続されていて、このケーシングに外球１も固定されている。外球１とは反対側では、前記安定器３のケーシングは標準的なランプソケット４で終端となっている。今までに記載されている限りでは、図１ａからのランプは従来のものである。このことは、既に予め二重螺旋として示された放電管２の形状についても通用し、前記放電管は、２つの放電管部分の螺旋ピッチが交互の順序の二重螺旋に湾曲された２つの放電管部分の形で安定器の２つの端部と接続している。この両方の放電管部分は、上方領域において５で示される箇所で相互に結合している。

図１ａは、このようなコンパクト型蛍光ランプが、コンパクトな外形でありかつまさに類似した形の通常の放電ランプであるにもかかわらず、全体として比較的の大きな放電長さを提供することが明らかである。

符号６は、両方の放電管端部の一方での通常のポンプ管始端を表し、その際、７で示された円形部は、ここに蒸気圧調節するＨｇ源、例えばアマルガム球が設けられていることを明らかにしている。ポンプ管始端は、それ自体公知のように放電管の排気及び次にさらに詳細に議論する充填物の充填のために利用される。他の、当業者に容易に周知の細部、例えば電極、ディスク型溶融部又は圧着部は、ここでは詳細に記載されていない。図１ａは、ポンプ管始端６が通常のように放電管２よりも明らかに小さな直径を有することが明確にされている。実際に、前記ポンプ始端はさらに電極用のスペースを残しておかなければならないが、これはここには記入されていない。さらに、このポンプ管始端６は、一方で放電管端部内に突き出ていて、他方で安定器内へ突出しているため、このポンプ管始端は放電管の側で安定器の側と同様に所定の付加的な構造長さ（図１ａ中で垂直方向）が必要である。特に、電極は放電管内へ突出したポンプ管始端６の部分を越えて突き出さなければならない。先行技術の場合に、前記電極は、この際、付加的なガラスビーズによって安定化されていることが多い。

最終的に、ポンプ管始端６中に収納されたＨｇ源７の温度が、安定器ケーシング中の周囲温度に著しく依存し、前記の周囲温度はまた外部周囲温度、運転時間及びランプの取付位置に依存することは明らかである。

波線で描かれた８で示された線は本発明による管部分を明確に示し、前記管部分は放電管２の両方の放電管部分の結合部５の領域内に取り付けられていて、かつ螺旋に関してこの最も上方でかつ軸方向の位置から出発して軸方向にかつまっすぐに下方に延びている。その際、この場合では、前記管部分は螺旋の軸方向長さをほぼ占有する。

それぞれ円形でマーキングされている位置９及び１０は、本発明による管部分８中での蒸気圧調節するＨｇ源の位置についての２つの例示的な可能性を示す。一方の位置９は、放電管部分の結合部５のいくらか下側に存在し、つまり既に螺旋の内部空間中にあるが、その上側領域内にある。他方の位置１０は、軸方向で螺旋のほぼ中央部に存在する（この場合、螺旋は放電管部分の下側の屈曲部から結合部位置５までを指す）。両方の位置では、特に有利な位置１０では、螺旋内のＨｇ源の温度は、放電管２から発せられる放射線によって十分に決定される、それというのもこのＨｇ源は螺旋形の放電管２によりほとんど取り囲まれているためである。これはいわば放射する円筒状ジャケットである。

前記位置９は、螺旋の軸方向長さに関して有利に２０％であり、前記位置１０は有利に５０％である。両方の位置は、冷たいランプをスイッチオンした後に最終的温度に迅速に適合させるという利点を示す。両方の位置は、先行技術と比べて、周囲温度の変動及び取付状態の変化に対して明らかに敏感ではない。前記位置１０は、運転時にランプの配向にあまり依存せず、つまり前記放電管２が安定器３に関して運転時に、上方、側方又は下方に配置しているかどうか及びそれにより生じる異なる対流状況にあまり依存しない。

図１ａでは、さらに、本発明によるガス充填物を充填するためのポンプ管機能は同様に本発明による管部分８により、ひいてはこの管部分の図１ａ中の下端部を介して引き受けることができることが確認される。前記管部分は大きなポンプ断面を提供するだけではない、それというのも前記管部分は放電管２に適合されておらず、かつ電極及び他の部分を考慮する必要もないためである。この管部分はさらに容易に到達可能である。最後に、本発明による管部分８は、所望の場合に、洗浄工程等のために通常のポンプ管６と組み合わせて使用することもでき、さらに、例えば放電管２の下端にディスク型溶融部又は圧着部が取り付けられる場合に（通常のポンプ管６とは無関係に）サポート部として利用することもできる。

図１ｂは図１ａのバリエーションを示し、この場合ランプの対応する部分について同じ符号が用いられているが、全ての詳細は示されてはいない。図１ａと異なる点は、外球なしのランプであり、この場合、その他の点では放電管部分は二重螺旋形のままソケット４に入り込んでいる。比較のために、次にさらに記載された図２ｂを参照する。この図１ｂからなるランプが特にコンパクトに構成されていることが容易に確認できる。

図２ａは、図１ａに類似する、軸方向で螺旋の内部空間を通過して延びる管部分８を有する図１ａに対応する放電管２を示す。付加的に、図２ａは図示されているように、放電管端部に電極１１が明確に記載されている。しかしながら、外球１、安定器３及びソケット４は書き込まれていない。

前記管部分８は、螺旋の全長を越えて延びてはおらず、その全長のほぼ３／４である。前記管部分はガラス融着物１２を含み、このガラス融着物は鉄球１３の形の保持体が放電管２内へ落下するのを妨げるために用いられる。前記鉄球１３もまた、前記鉄球が管部分８の横断面の大部分を遮閉するため、表面張力作用によって、アマルガム球１４が前記放電管２内へ落下するのを妨げる。Ｈｇ源としてのこのアマルガム球１４は、この実施例の場合に、螺旋の軸方向長さの約６０〜７０％にある（上方から測定して）。保持体として鉄球１３を使用することにより、特に、管部分８がポンプ管として使用される場合に、溶融物１２が、前記鉄球１３及びアマルガム球１４を入れる前に管部分８を通して良好なポンプ断面を提供するように構成することが可能になる。前記鉄球１３及びアマルガム球１４は、つまり洗浄、ポンピング、組立等の全ての方法工程の完了後に初めて導入される。ポンプ管として使用した後に、この管部分８はその下端で、１５で示された端部の形状により示されているように溶断により密封する。密封の前に、鉄球１３及びアマルガム球１４を入れ、次いで密封部１５と融着部１２との間の空間に捕捉する。アマルガム球の位置決定について、図１ａ中の位置１０についての記述が通用する。この管部分８はアマルガム球１４の領域で、ＩＲ吸収性の外部被覆（図示されていない）を有する。

図２ｂは、図１ｂからなるランプの一つに対応する図２ａに対するバリエーションを示し、この場合でも同じ符号が用いられている。

最後に、運転時のランプ出力に応じて１００℃を越えるアマルガム球１４の温度が生じ、それにより従来の通常の範囲を明らかに上回る。この温度は１６０〜１７０℃の範囲内にまで上昇することができる。本発明による合金を用いた場合、このような放電ランプを問題なく運転できる。

次に、直径Ｔ５、つまり直径１６ｍｍの棒状ランプを記載し、この場合、同様に動作アマルガムの高めた温度範囲が生じる。

図３は、ソケットなしのまっすぐな管状の蛍光ランプ１６の端部の部分断面図を表す。蛍光ランプ１６の管状の管１７の遊離端部を、この場合、ディスク型溶融部１８により密封し、その中へ電流供給部１９が圧着されている。この電流供給部はその内側末端部にコイル２０を有する。電流供給部１９には、ディスク型溶融部１８とコイル２０との間にワイヤ２１が溶接されていて、前記ワイヤはその遊離端部で屋根状に折り曲げられた金属プレート２２を有する。前記ワイヤは、この場合、金属プレート２２がワイヤ２０の前方の放電方向に配置されるように湾曲されている。

この金属プレート上に、Ｉｎ９６％とＡｇ４％とからなる金属アロイ２３が設けられている。このランプに、充填の際に、マスターアロイ及び水銀割合から構成される水銀アマルガムのＨｇ濃度が、まっすぐな管状の蛍光ランプのタイプの場合に、点灯期間の最初に１２％となるようにＨｇを添加する。Ｈｇ消耗により、Ｈｇ濃度は耐用年数の経過で３％にまで低下する。

更なる細部は、本出願人の先願のパテントファミリーの詳細な記載、つまりWO 98/14983, US 6,043,603, EP 0 888 634, JP 11 500 865 T2及びその類縁の文献に明らかにされている。

前記されたランプ中に使用する高めた温度のための動作アマルガムとして、次の例が有利である：第１の実施例として、Ｉｎ９７質量％及びＳｎ３質量％からなるマスターアロイを有する１０質量部のＨｇの割合が使用され、このマスターアロイはＩｎ₉₇Ｓｎ₃と記載する。この場合、元素ＸとしてＳｎを選択したが、Ａｇが比較的有利である。さらに、この場合、３質量％の比較的わずかな値でＳｎが使用されるが、３．５質量％を越える値も比較的有利である。

他の例は、マスターアロイＩｎ₉₆Ｃｕ₄を有する。この場合、元素Ｘについての化学量論的パラメータは特に有利な範囲内にある。もちろん、この場合、元素ＸについてＣｕを選択した。

さらに、アマルガムを調査し、マスターアロイＩｎ₈₈Ｐｂ₁₂を使用した場合に有利であることが見出された。このＰｂ割合は、比較的高く、もはや特に有利な範囲内ではない。もちろん、このＰｂ割合のためにＸ添加物は全く使用しなくてよかった。

さらに下記される螺旋形ランプの場合に使用された他の例は、１０％のより少量のＰｂ割合を有し、つまりマスターアロイＩｎ₉₀Ｐｂ₁₀である。この場合、もちろん、Ｈｇ３質量％対マスターアロイ９７質量％の割合で使用する。

次に詳細に記載する螺旋型ランプを用いた場合に使用する第２のアマルガムはマスターアロイＩｎ₉₆Ａｇ₄（Ｈｇ１０質量％で）を使用し、つまり元素Ｙは使用せず、Ｘについて実際に有利な元素Ａｇを選択する。

他の例は、マスターアロイＩｎ₈₄Ａｇ₆Ｐｂ₁₀及びＩｎ₈₄Ａｇ₇Ｐｂ₉である。

この最後に挙げたマスターアロイは、粘度もしくは靭性を高めるために、それぞれＮｉ又はＴｅを添加することもでき、例えば次のようである：Ｉｎ₈₀Ａｇ₆Ｐｂ₁₀Ｎｉ₄、Ｉｎ₈₁Ａｇ₇Ｐｂ₉Ｎｉ₃、Ｉｎ₇₂Ａｇ₆Ｐｂ₁₀Ｔｅ₁₂、Ｉｎ₇₀Ａｇ₇Ｐｂ₉Ｔｅ₁₄。

元素Ｒの添加物は、工業的利用価値はもたらさず、従って有利なマスターアロイの場合には考慮されない。

しかしながら、記載されたランプにおいて記載されたアマルガムを用いた場合に、低温での始動試験において難点が生じることがあることが判明した。この始動電圧は明らかに上昇し、かつ作動電圧は本発明による調光可能な低圧放電ランプにおける低い調光段階でも比較的高くなることがある。このことから、電子的安定器に高い要求が生じるが、この要求は本発明によるガス充填物を用いた場合に回避することができる。

図４は、例として、多様なガス充填物の始動電圧を示す図である。この縦軸は、始動電圧をボルトで示し、横軸では多様なガス充填物を記載した。この４種の示されたガス充填物は、比較して説明するために用いる。この場合、２〜４番目のガス充填物（左から）が本発明の場合のものであり、いちばん左のガス充填物は本発明のものではない。後者のガス充填物はＡｒ９０体積％及びＫｒ１０体積％である。この始動電圧は、消失するＨｇ蒸気圧、つまりいわゆる低温限界値とも見なされる。実際にもちろん有限であるが、比較的低いＨｇ蒸気圧を考慮できる場合であっても、質的状況は図４から良好に明らかとなる。

５５０Ｖを越えるこの生じる値は、安定器の回路技術にとって望ましくない。同様に示されたＮｅ６０体積％とＫｒ４０体積％とからなる混合物は、この両方の希ガスの間の適切な調節によって明らかに低いが、低すぎない始動電圧を達成することができ、この場合ちょうど４００Ｖである。もちろん、Ａｒの残りの割合は、発光の効率にとって有利であることが判明している。３番目に示されたガス充填物は従ってＡｒ５体積％を含有し、第２のガス充填物と比較して割合的にＮｅ値及びＫｒ値が減少している。

４番目の例の場合には、既にＡｒ１５体積％が存在し、それに応じて、割合的にＮｅ５１体積％及びＫｒ３４％が減少している。このＡｒ５〜１５体積％の間の範囲は、本発明の場合に特に有利であると見なされる。５体積％未満の値の場合には、発光効率に関する優れた効果はもはや生じず、１５体積％を越える値の場合には、図４で既に説明されているように、作動電圧が常に高い。

図５は、図４からの第３（Ａｒ５体積％、Ｎｅ５７体積％、Ｋｒ３８体積％）のガス充填物（特性曲線３）及び第４（Ａｒ１５体積％、Ｎｅ５１体積％、Ｋｒ３４体積％）のガス充填物（特性曲線４）及び純粋なＡｒ（特性曲線５）を、図３による５４Ｗ棒状ランプのそれぞれ電流電圧特性曲線、つまり調光特性曲線として比較して示し、その際、電流ＩはＡで、作動電圧ＵはＶで示されている。特に、比較的低いランプ電流の領域内で、つまり比較的低い作動電圧の領域内で、純粋なＡｒと比較して明らかな電圧の低減が生じ、これは電流調節又は調光運転の出力調節の安定性及び電子的安定器の設計を容易にすることが明らかに確認される。この場合、１５体積％の比較的高いＡｒ割合を有する本発明によるガス充填物は、５体積％のＡｒを有する同様に本発明によるガス充填物と比較して前記利点はわずかな程度で示されていることも確認される。他方で、発光効率に関しては反対の挙動が生じる。個々の場合に、適切な妥協点を見出さなければならない。

ここで想定された本発明による充填物の場合に他の希ガスは含まれないが、不純物はわずかな程度で存在する。これらのガス充填物の上記の実施例の場合に、Ｎｅ対Ｋｒのほぼ３：２の割合が保たれた。この割合から逸脱することもでき、より高いＮｅ割合は作動電圧を高め、より高いＫｒ割合は作動電圧を低める。

本発明によるコンパクト型蛍光ランプの部分断面図。図１ａのバリエーションを示すコンパクト型蛍光ランプの部分断面図。図１ａと同様のコンパクト型蛍光体ランプに対する、放電管及び本発明による管状部分の部分断面図。図１ｂに対応する図２ａのバリエーションを示すコンパクト型蛍光ランプの部分断面図。本発明によるまっすぐな管状の蛍光ランプの末端部分の部分断面図。本発明による充填物と通常の充填物との始動電圧の比較を示すグラフ。先行技術と比較した本発明によるランプの電流電圧特性曲線のグラフ。

Claims

ガス充填物が
− Ｎｅ２５体積％〜７０体積％、
− Ａｒ２５体積％まで、
− 他の希ガス及び通常の不純物１０体積％まで及び
− 残りとしてＫｒ
からなることを特徴とする、放電管（２，１７）と前記放電管（２，１７）中のガス充填物とを有する低圧ガス放電ランプ。
ガス充填物のＮｅ割合の下限は次に記載する順序で次第に有利となって、３５体積％、４０体積％、４４体積％、４６体積％、４８体積％であり、その上限は次に記載する順序で次第に有利となって、６５体積％、６０体積％、５７体積％である、請求項１記載のランプ。
ガス充填物のＡｒ割合の下限は次に記載する順序で次第に有利となって、２体積％、４体積％、５体積％であり、その上限は次に記載する順序で次第に有利となって、２０体積％、１７体積％、１５体積％である、請求項１又は２記載のランプ。
ガス充填物の通常の不純物を含めた他の希ガスの割合の上限は次に記載する順序で次第に有利となって、８体積％、６体積％、４体積％、２体積％である、請求項１、２又は３記載のランプ。
蒸気圧を調節するＨｇ源としてＨｇアマルガム（９，１０，２３）を有し、ランプはＨｇアマルガム（９，１０，２３）が通常作動時に１００℃〜１７０℃の温度に達するように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のランプ。
Ｈｇアマルガム（９，１０，２３）は、Ｈｇ割合とマスターアロイから形成され、その際、マスターアロイは一般式
Ｉｎ_a-eＸ_bＹ_cＺ_dＲ_e
であり、その際、
Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｙは、Ｐｂ、Ｚｎからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｚは、Ｎｉ、Ｔｅからなるグループから選択される少なくとも１つの元素であり、
Ｒは、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｇａ及び通常の残りの添加物を有し、
かつ、その際、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは次の条件が通用する：
７０％≦ａ≦９８％、
ｂ≦２５％、
ｃ≦２５％、
ｄ≦２０％、
ｅ≦１５％、
その際、さらに、ｃ＝０％の場合に、２％≦ｂであり、
ＸがＣｕである場合に、５％≦ｂであり、
ＺがＮｉである場合に、ｄ≦５％であり、かつ
ＲがＧａである場合に、ｅ≦５％である
請求項５記載のランプ。
少なくとも部分的に螺旋形に軸方向のフリースペースを中心に湾曲している放電管（２）と、前記放電管（２）に取り付けられた管部分（８）をと有し、前記管部分（８）は、前記放電管（２）の螺旋形の端部（５）に取り付けられ、かつ前記螺旋形の内側でその取付箇所から主に軸方向と水平に延び、かつ前記管部分（８）は少なくとも１つのＨｇ源（９，１０，１４）を有し、前記Ｈｇ源（９，１０，１４）は前記螺旋形の内側に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のランプ。
縦長の放電管（１７）を備えた棒状ランプとして構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のランプ。
放電管（１７）は大きくても１６ｍｍ（Ｔ５）の管直径を有する、請求項８記載のランプ。