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「光・ひかり」の豆知識 蛍光ランプ技術解説 その3

蛍光ランプ技術解説 その3

蛍光ランプの周囲温度特性

光出力特性

一般の蛍光ランプは周囲温度が20〜25℃の時に明るさが最大になるように設計されています。周囲温度がこれより低いとランプ管内の水銀蒸気圧が低くなり紫外線量が低下して暗くなります。周囲温度がこれより高いと水銀蒸気圧の上昇により、紫外線が水銀原子に再吸収される割合が増して暗くなります。従って、周囲温度が高くても低くても光出力は低下する傾向があります。

光出力特性

始動特性

蛍光ランプでは、周囲温度の変化により、管内水銀蒸気圧と封入ガスの圧力比が変わる為に点灯するのに必要な始動電圧が変化します。特に、周囲温度が低くなり、水銀蒸気圧が低下すると始動性が悪くなる傾向があります。周囲温度は5〜40℃で使用することが推奨されます。

低温時の特性

冬場などの低温時、特に寒い朝などには、点灯直後に暗く感じたり、ちらついたり、水銀付着による管端の黒ずみが現れることがありますが、暖房などで室温が上昇すれば正常に戻ります。

点灯中のランプの温度

周囲温度20〜25℃で使用する場合、一般の蛍光ランプではガラス管の中央下部の表面温度が点灯中は約40℃になります。温度の最も高い部分は管両端の電極付近で、50〜60℃になっています。点灯中や消灯直後のランプは熱いので、絶対に直に触れてはいけません。

点灯中のランプの温度

蛍光ランプの使用中の外観変化

蛍光ランプの黒化の種類

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電極近くに発生する比較的境界のはっきりした黒化現象のこと。原因として、ランプの点灯時間の経過に伴いランプの電極に塗布したエミッターが飛散し、その付近のランプ管内に付着して生じるものです。この黒化は通常は長時間経過して発生するものですが、早期に発生する場合は次のような事が考えられます。

  • 点滅が頻繁である。
  • 電源電圧が適正ではない。
  • 安定器が不適正。
  • ラピッドスタート形の器具で、ランプの装着が不完全で接触不良のまま使用し続けている。

アノードスポット

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ランプ管端から数cm位の所から中央方向に向かって黒褐色で帯状に発生する黒化現象の事です。長時間点灯することで発生するものです。点灯中エミッターの蒸発により発生する微量のガスと水銀が化合したものです。明るさ、寿命への影響は殆どありません。

エンドバンド

EC黒化・黄変

EC黒化

内面誘電性被膜(EC膜)を施したラピッドスタート形蛍光ランプに見られる現象です。内面誘電性被膜と水銀粒子の微放電により蛍光物質が変色する事で発生します。

黄変

内面誘電性被膜と蛍光物質の反応によって発生します。

EC黒化・黄変

これらの現象は空調設備から風がランプに直接当たって管壁が冷やされ、水銀が付着しやすい場合に発生し易く、使用状態の改善で軽減させることができます。この現象は電子安定器(インバータ)での点灯では発生しにくくなります。

蛍光ランプの黒化防止策

主に次のような方法が挙げられます。

電極に「電極シールドリング」など、エミッタ―の蒸散を防ぐ為の部材を設ける。
内面誘電被膜と蛍光物質の間に「保護膜」を設ける

蛍光ランプの黒化防止策

水銀付着による蛍光ランプの黒ずみ

エミッタ―の消耗などによる黒化現象以外にも、蛍光ランプの寿命、特性には全く影響のない「黒ずみ」の現象もあります。
ランプ管内壁に水銀が付着することで発生します。

現象

詳細

電極付近への付着

長時間使用されず放置されていたランプを点灯した場合、点灯直後に見られる現象です。
製品として輸送されていた間、又は放置中に電極部に付着した水銀が点灯直後に蒸発し、管壁に付着・凝集することが原因です。
しばらく使用すると、ランプ温度の上昇で水銀が蒸発し、黒ずみは消えます。ランプ特性への影響はありません。

電極付近への付着

ランプ中央への付着

ランプ中央部の下部や風の当たる場所、及び照明器具のルーパーに接近した部分など他の箇所より温度が低い部分で発生します。これは水銀が温度の低い所に集まる性質を持っている為に発生する現象でランプ特性には影響がありません。

ランプ中央への付着

水銀ペレットの影

「水銀ペレット方式」でランプ管内に水銀を封入しているランプで見られる現象です。点灯中にも水銀ペレットの影が黒っぽく見えますが、特性に影響はありません。

水銀ペレットの影

点灯管の構造と働き

別称、「グローランプ」、「グロースターター」等とも呼ばれています。点灯管(スタータ)はスタータ形蛍光ランプで使用されます。
口金の形状で「E形」と「P形」に分類されていて、構造は両者共ほぼ共通です。
スタータ形の蛍光灯は点灯する前に蛍光灯内の電極を予熱する必要がある為、この点灯管が必要になります。

点灯管の構造と働き

点灯管での点灯のしくみ

スタータ形の蛍光灯は点灯する前に蛍光灯内の電極を予熱する必要があります。 まず、器具の電源が入ると点灯管内の固定電極とバイメタル電極間に放電が発生します。放電により生じた熱によりバイメタルが湾曲し、2つの電極が接触、通電が開始され、蛍光灯の電極が予熱される。
その後放電が消えるので、数秒経つと点灯管電極が冷え、バイメタル電極(可動電極)が元に戻り、接点が開く。この際安定器に高電圧が発生し、これにより蛍光灯が点灯します。

安全に使用するための注意点

警告

  • 取付け、取り外しや器具清掃の際は必ず電源を切ってください。
  • 「殺菌用蛍光灯」は点灯中、絶対に直接肉眼で見ないでください。(見る必要がある場合、メガネ又はサングラスをご着用ください。)
  • 殺菌用蛍光灯の光は皮膚に直接触れないようにしてください。(紫外線を発生させている為。)

注意

  • 器具に取付ける際は、ランプホルダーを強く弾かないでください。
  • 器具の引き紐を強く弾いたり、ランプに絡ませないでください。
  • スタータ形はスタータ形専用の器具で、ラピッド形はラピッド形専用器具でご使用ください。
  • ランプのワット数や規格に適合した器具でご使用ください。
  • 点灯中や消灯直後のランプは熱いので、絶対に素手で触らないでください。
  • 塗料を塗らないでください。
  • 腐食性気体や引火性気体、粉塵が充満している場所では使用しないでください。
  • 殺菌用ランプは動植物の傍で使用しないでください。
  • 退色を避けたい場合は、(特に殺菌ランプは)使用しないでください。