点灯管の種類・仕組み

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点灯管とは

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キッチン手元灯やウォークインクローゼットの照明など、直管形の蛍光灯の本体に小さな筒状の装置が付いています。これは点灯管と呼ばれ、グロー式の蛍光灯を点灯させるために必要な器具です。点灯管の動作の仕組み、長寿命で高効率な電子点灯管・デジタル点灯管の特徴について解説します。

点灯管とは、グロースタータ式の蛍光灯を点灯させるために使用する、高電圧発生部品を示しています。点灯管はバイメタルを内蔵しており、キック電圧を発生させて蛍光灯を点灯させます。

点灯管はグロースタータとも呼ばれ、約6,000回は蛍光灯を点灯できます。耐久点灯回数を超過した点灯管は、蛍光灯を正常に点灯させることが出来なくなりますので、廃棄し新品に交換します。一般の点灯管は、量販店で数百円から購入できる安価な部品であり、交換するのも蛍光灯器具から回転させて取り外すだけです。グロー式の点灯管は、1日あたり10回の蛍光灯点灯を行った場合、約600日の寿命となります。

点灯管には一般的なバイメタル内蔵のものや、寿命を3倍程度まで延長した長寿命点灯管など、メーカーから多数の種類が販売されています。長寿命点灯管は点灯回数18,000回程度まで動作可能で、値段は一般の点灯管とあまり変わりません。寿命にして約1,800日、5年程度となります。

グローランプによる蛍光灯点灯の仕組み

グローランプは、固定された電極と、熱を加えると湾曲するバイメタル電極が近接しています。点灯管に電圧を印加すると、固定電極とバイメタルの間の絶縁が破壊され、空中放電します。この空中放電によって発生する熱を利用してバイメタル電極を湾曲させ、蛍光灯の点灯回路に閉回路を構成させます。

グローランプ式の蛍光灯は、蛍光灯とグローランプが並列接続の回路構成になっています。回路が並列接続ということは、電流は分流するため、抵抗が少ない方に多くの電流が流れます。よって、点灯していない蛍光管側には電流は流れず、点灯管の側に、全ての電流が流れ込みます。

続いて、蛍光管に付属しているエミッタ部が余熱されます。際限なく電流が大きくなり続けることを防止するため、直列に接続された安定器によって、流れる電流値を一定に保っています。

グローランプでは、閉回路が構成されることでアーク放電が消え、点灯管の内部が冷やされ、熱を失ったバイメタル電極が冷却されて元の形に戻ると、接触していた電極が離れます。

バイメタル電極が離れると、閉回路を流れていた電流が0になります。その瞬間、安定器内を貫く磁束が大きく変化しますので、電磁誘導の効果により大きな起電圧が発生します。

この大きな起電圧は、余熱されたエミッタに高電圧として印加され、電子の放出が始まり蛍光管に電流が流れます。このとき、蛍光灯が発光できなかった場合、グローランプ内部のバイメタル電極と固定電極が再度放電し、同じ順序で大きな起電圧を発生させます。これは、蛍光管が点灯するまで繰り返されます。

蛍光管に一度でも電流が流れれば、並列回路は蛍光管側への電流のみとなり、点灯管への電流の分流が無くなります。そうすれば、バイメタルと固定電極での放電が消失し、常時バイメタル電極は離れた状態になり、蛍光管は点灯した状態を維持できるようになります。

電子点灯管とは

電子点灯管は、蛍光灯の電極を余熱し、安定器から一定電圧の高圧パルスを発生させる回路を内蔵した点灯管です。バイメタルを内蔵したグロー式の点灯管よりも長寿命で、蛍光灯を即時に点灯させられる優れたグローランプです。一般の点灯管よりも寿命が長く、点灯回数は60,000~100,000回以上とされます。1日10回の点灯で、10,000日の寿命を維持します。25年以上という数値になりますので、蛍光灯本体の寿命が先となり、事実上半永久的に点灯管の交換が不要になります。

電子点灯管は蛍光灯を点灯させるまでの時間が大幅に改善されており、1秒程度で点灯できます。従来の点灯管では、蛍光管が点灯するまで3秒程度の時間が必要ですが、電子点灯管を使用することで、3倍以上の時間短縮を図れます。

蛍光管が発光するまでの時間が短く、エミッターの消耗が少なく抑えられることにより、蛍光灯を繰り返しオンオフした場合、一般点灯管を使用するよりも寿命が長くなります。蛍光灯点灯時のノイズがほとんど発生しないという利点もあります。

ただし、電子点灯管は一般の長寿命点灯管と比較したとき、蛍光灯を点灯させられる回数が5倍以上多いというメリットがありますが、価格は一般点灯管より4倍~5倍高いというデメリットがあります。点灯回数5倍に対して金額も5倍ですが、蛍光灯の点滅寿命を延長できるため、イニシャルコストとランニングコストを考慮すると、蛍光灯を導入し廃棄するまでのトータルコストを低減することが可能です。特に、繰り返しオンオフを行うキッチンの手元灯や、洗面台などで使用すると大きな効果があります。

電子点灯管を導入することで、蛍光灯が点灯までの時間を短縮できることや、点灯管をたびたび交換する手間を省くこと、点滅寿命を伸ばすことが出来ることなど、一般の点灯管を電子点灯管に交換するだけで多くのメリットを享受できます。

電子点灯管は一般の点灯管の仕組みを電子回路に置き換えているため、蛍光灯の点灯管を交換するだけで使用可能です。電子点灯管を使用し、ランプ点灯までのストレス軽減という副次効果も有りますので、グロー式蛍光灯の点灯管を、電子は点灯管に交換してしまうことも一案です。

ただし屋外照明など、オンオフをほとんどしない場所や、常に点灯した状態の蛍光灯では、電子点灯管に交換しても効果を発揮できません。設置場所を考慮し、オンオフする頻度が高い場所での採用を検討すると良いでしょう。

電子点灯管の注意点

電子点灯管は、自動点滅器付の器具や人感センサー付照明器具などに取り付けることは推奨されていませんので、スイッチでオンオフする一般仕様の蛍光灯器具に設置します。

電子点灯管は数秒間の間に繰返しオンオフをすると、蛍光灯が不点灯となります。不点灯になってしまった場合、30秒以上の時間をあけた上で再度オンにすれば再点灯します。

デジタル点灯管

デジタル点灯管は、デジタルIC回路を点灯管に組み込み、電子点灯管の3倍以上の点灯回数を持つ点灯管です。一般の点灯管や、電子点灯管と違い、デジタル点灯管を生産・販売しているメーカーは限られており、流通量が少ないため家電量販店でもあまり見かける機会がありません。

デジタル点灯管は、電子点灯管よりも単価が2倍程度高いですが、点灯回数200,000回以上という長寿命のため、特に多頻度点滅を行うような照明器具の場合、点灯管の消耗を極力抑えることが可能です。

デジタル点灯管の点滅寿命を200,000回とした場合、毎日10回点滅させると寿命は54年になります。照明器具は10年程度で内部機器が故障し始めるようになりますので、点灯管よりも先に照明器具本体が故障します。電子点灯管と同様、デジタル点灯管を一度蛍光灯に取り付けてしまえば、実質、半永久的に使用可能と考えて差し支えありません。

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