蛍光ランプの放電生成・維持機構の解明と最適制御による高効率・長寿命化

• 研究課題/領域番号: 22560277
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山形 幸彦 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70239862)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 蛍光ランプ / 省エネルギ- / 長寿命化 / レーザー誘起蛍光法 / 熱放射スペクトル法 / エミッター / 熱陰極グロー放電 / シミュレーション / 省エネルギ－ / 省エネルギー / 電極温度分布

研究概要

蛍光ランプのエミッター放出と電極温度分布の相関を実験的に解明した. Kr 混入により発光効率を向上出来る一方で,電極温度を最適とする電極設計がキーポイントである事を示した.また,放電電流に応じた外部加熱電流の位相と振幅の制御により,熱電子放出の増加とエミッター消耗の低減が可能な電極温度分布を達成できることを示した.さらに, シミュレーションを用いた高効率・長寿命蛍光ランプ開発の設計指標として ητ を提案した

研究成果

• [雑誌論文] Experimental and Numerical approach to a design of highly efficient and long-lived fluorescent lamp (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyashita, M. Kai, K. Kamio, Y. Yamagata, Y. Manabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on the Science and Technology of Lighting ページ: 83-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental and Numerical approach to a design of highly efficient and long-lived fluorescent lamp (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyashita, M. Kai, K. Kamio, Y. Yamagata, Y. Manabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on the Science and Technology of Lighting (Troy, NY, USA, June 24-29, 2012) 巻: 1 ページ: 83-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of ambient gas on electrode temperature and emitter material emission in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kamio, S. Naitou, Y. Yamagata, K. Uchino, K. Tomita, M. Kai, Y. Manabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th Cross Straits Symposium 巻: MSP10 ページ: 65-66
• [雑誌論文] Gas dependency of electrode temperature and emission of emitter material in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamagata, M. Kai, S. Naito, K. Kamio, Y. Manabe, K. Uchino
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Symposium on the Science and Technology of Light Sources ページ: 527-528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling of Emitter Loss in Fluorescent Lamps (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Kobayashi, R. Bruckshaw, M. Kai, Y. Manabe, Y. Yamagata, R. Devonshire
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Symposium on the Science and Technology of Light Sources ページ: 211-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] ランプ寿命推定法を用いた長寿命蛍光ランプの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 真鍋由雄, 森 利雄, 岡崎祐輔, 甲斐誠, 山形幸彦
  • 雑誌名: パナソニック技報 巻: Vol. 52, No. 2 ページ: 44-49
• [雑誌論文] Relationship between Ba atom emission and electrode temperature in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamagata, M. Kai, S. Naito, K. Tomita, K. Uchino, Y. Manabe
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: Vol. 51 ページ: 3449-3452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between Ba atom emission and electrode temperature in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamagata, M.Kai, S.Naito, K.Tomita, K.Uchino, Y.Manabe
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 3449-3452
  • 査読あり
• [雑誌論文] ランプ寿命推定法を用いた長寿命蛍光ランプの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 真鍋由雄, 森利雄, 岡崎祐輔, 甲斐誠, 山形幸彦
  • 雑誌名: パナソニック技報 巻: 52 ページ: 44-49
• [雑誌論文] Gas dependency of electrode temperature and emission of emitter material in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamagata, M.Kai, S.Naito, K.Kamio, Y.Manabe, K.Uchino
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Symposiumon the Science and Technology of Light Sources ページ: 527-528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling of Emitter Loss in Fluorescent Lamps (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Kobayashi, R.Bruckshaw, M.Kai, Y.Manabe, Y.Yamagata, R.Devonshire
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Symposium on the Science and Technology of Light Sources ページ: 211-212
  • 査読あり
• [学会発表] Clarification of emitter loss mechanism for a design of highly efficient and long-lived fluorescent lamp (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamagata, M. Kai, K. Tomita, K. Uchino, Y. Manabe
  • 学会等名: International Workshop on Plasma Science and Technology
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] Clarification of emitter loss mechanism for a design of highly efficient and long-lived fluorescent lamp (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Yamagata
  • 学会等名: International LIGLR Workshop
  • 発表場所: Chikushi Campus, Kyushu University, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光ランプの高効率・長寿命化へのアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下光太郎, 神尾一貴, 山形幸彦, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成 24 年度(第45回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 可視光源としての放電灯-熱陰極放電灯- (2012)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦
  • 学会等名: 平成 24 年度(第45回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 可視光源としての放電灯－熱陰極放電灯－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦
  • 学会等名: 平成24年度（第45回）照明学会全国大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光ランプの高効率・長寿命化へのアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下光太郎
  • 学会等名: 平成24年度（第45回）照明学会全国大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布制御によるエミッター放出の抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神尾一貴, 宮下光太郎, 山形幸彦, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成23 年度第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 長寿命蛍光ランプ開発のための電極温度シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下光太郎, 神尾一貴, 山形幸彦, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成23 年度第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布制御によるエミッター放出の抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神尾一貴, 宮下光太郎, 山形幸彦, 内野喜一郎, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 長寿命蛍光ランプ開発のための電極温度シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下光太郎, 神尾一貴, 山形幸彦, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布とエミッター放出の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神尾一貴, 宮下光太郎, 山形幸彦, 甲斐 誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成 23 年度(第44回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布とエミッター放出の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神尾一貴, 宮下光太郎, 山形幸彦, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 第44回照明学会全国大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 蛍光ランプのエミッター放出特性と電極温度分布 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦
  • 学会等名: 電極材料の電子放出特性と放電プラズマ発光特性研究調査委員会
  • 発表場所: (社)照明学会第1会議室
  • 年月日: 2011-01-20
• [学会発表] 蛍光ランプにおける電極温度とエミッター粒子放出のガス種依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内藤 奨, 神尾一貴, 山形幸彦, 富田健太郎, 内野 喜一郎, 甲斐 誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成 22 年度第63回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布とエミッター放出特性(III)-ガス種と圧力依存性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦, 内藤 奨, 神尾一貴, 富田健太郎, 内野喜一郎, 甲斐 誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成 22 年度(第43回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Effect of ambient gas on electrode temperature and emitter material emission in a low-pressure fluorescent lamp (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kamio, S.Naitou, Y.Yamagata, K.Uchino, K.Tomita, M.Kai, Y.Manabe
  • 学会等名: The 12th Cross Straits Symposium
  • 発表場所: Pohang University of Science and Technology, Pohang, Korea
• [学会発表] 蛍光ランプにおける電極温度とエミッター粒子放出のガス種依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内藤奨, 神尾一貴, 山形幸彦, 富田健太郎, 内野喜一郎, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 第63回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州産業大学
• [学会発表] 蛍光ランプの電極温度分布とエミッター放出特性(III)-ガス種と圧力依存性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦, 内藤奨, 神尾一貴, 富田健太郎, 内野喜一郎, 甲斐誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成22年度(第43回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [図書] 電極材料の電子放出特性と放電プラズマ発光特性研究調査報告書 (4-4 節蛍光ランプ電極材料の発光効率,寿命への依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦 他
  • 総ページ数: 110
  • 出版者: 照明学会
• [図書] 電極材料の電子放出特性と放電プラズマ発光特性研究調査報告書（4-4節蛍光ランプ電極材料の発光効率，寿命への依存性） (2013)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦（分担）
  • 総ページ数: 110
  • 出版者: 照明学会
• [備考]
  • URL: http://www.asem.kyushu-u.ac.jp/ep/ep01/jp/