蛍光灯について
いろんな日用品がありますね。乾電池、コップなど日常よく使っているものから、システム手帳といったビジネスマンが使うようなものまでいろいろご紹介していますので、ご覧ください。
身近な物の説明の中には見るとあーこうだったんだということがいろいろとありますよ。
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2007/10/16 日記<蛍光灯>
蛍光灯
蛍光灯（けいこうとう）は、照明の一種。
ガラス管内の低圧水銀蒸気中のアーク放電により発生する波長253.7 nmの紫外線を蛍光体で可視光線に変換する光源である。歴史
1856年にドイツのガラス工（後に物理学者）であったハインリッヒ・ガイスラーによってつくられたガイスラー管は、蛍光灯の起源と考えられている。低圧の気体を封入したガラス管の中に二つの電極を置き、電極間に誘導コイルによって高電圧を加えると、放電による気体の発光が観測される。1859年、フランスの物理学者、アレクサンドル・エドモン・ベクレルは、蛍光、燐光、放射能の研究の際に蛍光性ガスを管のなかに封入することを考案した。1893年、シカゴ万国博覧会 (1893年)|シカゴ万国博覧会ではアメリカ・イリノイ州のパビリオンが、ニコラ・テスラによる蛍光灯を紹介した。1894年、アメリカの発明家、ダニエル・マクファーレン・ムーアは、ムーアランプを発明した。このランプは市販用であり、彼の上司だったトーマス・エジソンが発明した白熱電球と販売を競う目的でつくられた。使われたガスは窒素と二酸化炭素であり、それぞれピンク色と白色の光を放ち、商業的にそこそこ成功した。1901年、アメリカの電気技術者、ピーター・クーパー・ヒューイットは、水銀灯のデモンストレーションを行った。青緑色に光る水銀灯は、照明としての実用性は低かったが、現代の蛍光灯に非常に近かった。白熱電球よりも光の波長は短かかったが、効率は高かったため、写真撮影など特別な用途に使われた。1926年、ドイツの発明家、エトムント・ゲルマーのグループは、管内の圧力を上げ、蛍光粉末で覆うことで、放たれた紫外線を均一な白い光に変換することを提案した。この発見によってゲルマーは一般に蛍光灯の発明者と認められた。その後、アメリカの電機メーカーであるゼネラル・エレクトリックは、ゲルマーの特許を購入し、ジョージ・インマンの指導のもとで、1938年に蛍光灯を発売した。構造
蛍光灯は、蛍光物質が塗布されたガラス管と、両端に取り付けられた、電極とで構成されている。電極は、コイル状のフィラメントにエミッター（電子放射性物質）を塗装したもので、これが両端に出ている2本の電極につながっている。ガラス管内には、放電しやすくするために2〜4hpa（1気圧は約1013hpa）の圧力の4封入ガス（アルゴンあるいは混合希ガス）と少量の水銀原子が封じ込まれている。点灯の仕組み
点灯の際、電極（陰極）に電流を流すと、加熱され、高温になったエミッター（電子放射性物質）から大量の電子が放出される。放出された電子は、もう片方の電極（陽極）に対して移動し、放電が始まる。放電により流れる電子は、ガラス管の中に封入されている、水銀原子と衝突する。衝突により水銀原子は、電子のエネルギーを受け、紫外線を発生させる。発生した紫外線は、ガラス管内に塗布されている蛍光物質に照射され、可視光線が発生する。
白熱灯と比べると同じ明るさでも消費電力を低く抑えられる。なお、消費したエネルギーの変換比率は、可視放射25%、赤外放射30%、紫外放射0.5%で、残りは熱損失となる。寿命
蛍光ランプの寿命は、種類により異なるが、およそ6000〜15000時間である。蛍光ランプが点灯しなくなり寿命を迎える原因は、ランプ点灯中に起こる、電極に塗布された電子放出性物質（主にタングステン酸バリウム等）の蒸発、飛散による消耗が主となる。蛍光ランプは始動時にもっとも負荷がかかり、グロースターター（点灯管方式。後述）の場合、一回の点灯で約1時間寿命が縮むため、頻繁に点滅させる用途には向かず、より長時間点灯する場所に向く。
蛍光ランプ大手の松下電器産業|松下電器は同社ランプ総合カタログにおいて、消灯時間おおむね数分程度を境に、連続点灯による電力消費の損失が、消灯して再始動することによるランプ寿命の損失を上回る（つまり数分以上不必要な蛍光ランプ照明は、消灯した方が経済的である）としている。
なお、後述の高周波点灯方式では、電子機器で制御することによって始動時の電熱予熱を最適化し、従来方式に比べ不点となる寿命の大幅向上を実現した（先に述べた「再始動することによるランプ寿命損失」が減少することを意味する）。直管は、一般にワット数が大きいほど定格寿命が長い。よって、器具が選べる場合は20ワット管2本のタイプより40ワット管1本のタイプを選択することにより、交換の手間を減らすことができる。また、点灯することができても輝度は次第に低下するため、日本工業規格|JIS規格では輝度が当初の70%に低下した時点も寿命としている。ただし、蛍光灯は点灯後に徐々に明るくなるため、数分待ってから計る必要がある。輝度が低下する原因としては、水銀蒸気がガラス中のナトリウムと反応して黒色の付着物となること、ガラスが紫外線を吸収して透明でなくなること、などがある。蛍光灯照明器具の寿命については消費者にはあまり認知されていないが、安定器がおよそ8年〜10年、それ以外の部分についてはおよそ15年が目安とされている。ただし一般家庭向けの製品では安定器のみを交換することは想定されていないため、器具全体の買い替えとなるケースがほとんどである。オフィス向けのものでは安定器のみを交換できる場合が多いが、一般家庭向け、オフィス向けともに設計寿命を超えて使用されることが多く、20年を超えて使用されることも珍しくない。古くなった安定器は、「ジー」という雑音を発することがある。また最近の安定器は安全装置が内蔵されているため、寿命がくるとコイルやヒューズが切れて電流を遮断するため発煙・発火の恐れはほとんどない。安全装置のない古いタイプの安定器をいつまでも使い続けると過熱して発煙・発火することもある。蛍光灯の点灯方式
手動スタート方式
旧型の点灯方式で、始動スイッチを押している間、フィラメントに電流が流れて加熱される。
始動スイッチを離すと、スイッチ接点間に安定器の作用により高電圧が発生して、蛍光管内部で放電が開始する。
停電後、復帰しても、始動スイッチを押さなければ点灯しない｡点灯管方式(FL)
電源を入れるだけで自動的に点灯するようにしたもの。蛍光管・安定器・点灯管(グロースイッチ)で構成される。一般家庭では最も普及している。スイッチを入れると点灯管が放電し、安定器に電流が流れる。電流は安定器から蛍光管のフィラメントに進み、そして点灯する。点灯にかかる時間は、従来型の点灯管を使用した場合は3秒程度と蛍光灯の中では遅い。点灯する際点灯管から「コトン」もしくは「コン・コン」など若干音が鳴る。電子点灯管に交換すると約0.6〜1.2秒と通常よりも早く点灯する。安定器は小さい。この器具は省エネタイプのランプを除き、下記のラピッドスタート方式のランプを取り付けて使用することも可能。ラピッドスタート方式 (FLR)
ラピッド(rapid)で「速い」の意。
点灯管が存在せず、磁気漏れ変圧器で始動する。点灯は即時。蛍光管は専用のものが必要で、普通のスターター式の蛍光灯より太い。ビルや百貨店、駅や会社などの公共施設はほとんどこの方式の蛍光灯を用いている。安定器は大きい。ビルなどではビルメンテナンス要員が交換することが多いが重量が重いため交換には手間がかかる。特に直管110ワットになると安定器だけで3kg近い重さになるため2人以上の交換要員が必要になることも多い。高周波点灯方式 (Hf、FHF)
「インバータ式」とも呼ばれる。こちらも点灯管がなく、
交流の商用電源を整流回路で直流化した後インバータ装置でより高周波の交流電力に変換し、点灯する。
即時に点灯でき、高周波点灯により発光効率も上がり、ちらつきも少なく、また蛍光灯の寿命も大幅に伸びる。
安定器（回路）構成部品が小型のため、器具の小型化も可能。
器具からの騒音が小さい。一般に20kHz-50kHzの周波数が使用される。
点灯管方式と比べると明るいが、蛍光管の値段はそれと比べて高い。
最近はFL・FLR・FHFのランプを共通で使用できるものや100〜240Vの範囲内の電圧で使用できるランプフリー・ボルトフリータイプの安定器も出回っている。なおこの安定器は周波数に関係なく使用可能である。使用による外見の変化
アノードスポット
エンドバンド
内面導電性被膜（EC黒化・黄変）
電極付近の水銀付着による黒ずみ
ガラス管中央付近の水銀付着による黒化現象蛍光灯の種類
一般形蛍光灯 、直管、棒状の蛍光灯 - FL、FLR、FHF（会社、学校などで多く使用されている）
環形蛍光灯 ドーナツ状の蛍光灯 - FCL（現在の家庭用では多く使用されている）
スリムタイプ - FHC
ツインタイプ - FHD
:環形蛍光灯を総称して「サークライン」と呼ぶことがあるが、東芝ライテックの商標である。
電球形蛍光灯 - EFA、EFD、EFG、CFL
コンパクト形蛍光灯 - FPL、FDL、FML、FHT、FHP、FWL、FGL
高周波点灯専用形蛍光灯(Hf蛍光灯) - FHF、FHP、FHT
冷陰極形蛍光灯（冷陰極管） - CCFL
長時間残光形蛍光灯
光触媒膜付蛍光灯
合成樹脂皮膜付蛍光灯
無電極蛍光灯
補虫器用蛍光灯
避虫用蛍光灯
小さな金属球入り蛍光灯の光源色の種類
*三波長発光形蛍光灯 - EX*昼光色(6500K) - D
昼白色(5000K) - N
白色(4200K) - W
温白色(おんぱくしょく。3500K) - WW
電球色(2800K) - L※()内は色温度。また、色彩に関する事業所や病院、美術・博物館向けに、各光源色に演色性を重視した設計の高演色形「SDL」や色評価用「EDL」がある（この場合の演色性とは「特殊演色評価数」、つまり原色を基準色とした見え方の忠実度を指す。これは通常用いられる、中間色を基準色とした「平均演色評価数」よりも達成が難しい）。普通、蛍光ランプの光色としては価格的に安い一般型白色[W]のものが広く使われているが、最近は住宅や店舗などを主体に三波長域発光型（電球色[EX-L]、昼白色[EX-N]、昼光色[EX-D]など）も普及している。なかでも店舗照明においては色温度や演色性を含めた照明設計が購買意欲に大きく影響することが認識され、それを実現するためのさまざまな光色、配光性のランプ商品が用いられている。また、ランプの明るさ（効率）についても、その光色によって差異がある。最も明るいのは3波長発光型の昼白色・電球色であるが、3波長型でない一般型では白色[W]が最も明るい。昼光色系の場合、見た目には明るく（青白く）感じるが、実際には白色系に比べると10％前後暗くなるものの、実用上はあまり変わらない。自然光への忠実度（特殊演色評価数）を重視したタイプでは、一般照明用と比べて30〜40％も暗い場合もある。蛍光ランプの廃棄
蛍光ランプには水銀を含むガスが封入されているため、割って埋め立て処分するなどの方法では、割った際にガスが環境中に放出されたり、最終処分場が水銀で汚染されてしまうなどの問題がある。そのため、水銀を回収できる専用のリサイクル施設（例：イトムカ鉱山を参照）に処理を委託する方法がとられつつあり、環境マネジメントシステム ISO 14000 の認証を取得している企業などではこちらの方法が一般的である。米国においては廃棄蛍光ランプは専門の業者が回収を行い、この際、割らずに回収することと定められている。割れた蛍光ランプを回収する場合には高額な回収費用が請求される。回収された廃棄蛍光ランプは専門の設備により口金金属部、管状部に丁寧に分割され、中の水銀は銅キャニスターに回収される。残りの部材はアルミ、電極、ガラス、蛍光体へと分別され、完全リサイクルされる体制が確立されている。
また、北ヨーロッパにおいては蛍光ランプのロングライフ化への取り組みが盛んであり、これは、廃棄蛍光ランプの総量を出元から削減しようとするものである。一方、日本においては、一般家庭から廃棄される蛍光ランプについては、一部の自治体が回収を行っているものの、現在でも多くの地方自治体が燃えないごみに出すように定めており、環境意識の高まりとともに改善を求める声があがっている。なお、自治体が回収を行っていない地域であっても、一部の家電量販店や電器店・ホームセンターなどが「蛍光管回収協力店」として店頭で回収している場合があり、個人で持ち込むことができる。過去の蛍光灯
過去の蛍光灯は現在の蛍光灯に比べ太かった。
太さは38mmで、型番のワット数を表す数字の後にSが付かない、またはSが1つのみだった。
細い蛍光灯が一般的になった当時は、新しい蛍光灯に換えたときに、古い蛍光灯が太いため新しい蛍光灯の箱に入らないという問題も起こった。なお、通常の器具の場合、太さの異なる蛍光灯に交換しても問題ないが、一部の密閉器具（防水型など）の場合、例えばFL20を使用する器具で太さの異なるFL20SS/18を使用した場合、発熱量が増え危険であるため、この器具では必ずFL20を使用しなければならない。但し、旧型の蛍光灯の専用器具は現在はあまり見かけないが、個人で営んでいる電器屋では、売れ残りで旧型の太い蛍光灯が残っている場合がわずかながらある（だいたい処分してしまう店が多いので、希少である）。現在の蛍光管の直径は普通のタイプが32.5mm、省エネタイプは28mmである。蛍光灯の点灯方式や省エネタイプ管の互換性
ラピッドスタート管
:基本的にすべての器具で物理的に取り付けられれば使用可能である。例外として省エネ管（36W）はグロー式器具に使うのは好ましくない。なぜならば、ラピッドスタートタイプの省エネ管は低電圧大電流で省エネにしているためである。
:なお、ラピッドスタート式の省エネ管をグロー式器具に取り付けると安定器に過電流が流れ最悪の場合安定器が焼損する。
グロースタート管
:グロースタート式器具専用である。ラピッドスタート式器具に装着しても放電開始しないが、（稀に2灯式直列ラピッドスタート安定器の場合点灯することがある）非常に寿命が短くなるので注意する。
:取り付け可能であれば以下のHfインバータ専用管の代替として使用可能である。グロースタートタイプの省エネ管は高電圧小電流の設計であるため低温での使用は不向きである。
高周波点灯専用管（Hf管）
:このランプは特に注意が必要である。間違えてラピッドスタート器具に装着すると異常に明るく点灯して過熱の危険がある（最悪安全機能が働き器具が使用不可となる）。
:グロースタート器具に装着しても特段危険ではないが温度や電圧変動により再始動を繰り返すのであまり適さない。逆にHf器具はランプフリー化が進みランプ指定がなくなりつつあるがHf管以外を使用した場合 インバータの定電力制御（32Wに自動制御される）により正規の明るさに達しなくなる。周波数による制限
蛍光灯は点灯に際し安定器が必要であるが適合周波数で使用しないとさまざまな問題が生じるので注意が必要である。; 50Hz用の安定器を60Hzで使用
: ランプの明るさは暗くなる。また点灯しづらくなる。
60Hz用の安定器を50Hzで使用
: ランプの明るさは強くなる。ただし安定器内部のコイルを流れる電流が増加し、安定器自体が過熱する。そのまま使用を続けると出火する危険性もある。これは安定器内部のコイルは周波数の高い交流ほど流しにくい性質を持つためである。このため一般の安定器を使用する器具を周波数の違う地域で使用する場合は安定器を交換しなければならない。ただし前述のインバータ式安定器は日本国内であればどこでも使える。また子供用学習机の場合は周波数切り替えスイッチが取り付けられているものが多いためこれを切り替えることによりそのまま使用することが出来る。主な蛍光灯ブランド名
パルックシリーズ（パルック・パルックプレミア）、フルホワイト（昼白色）・ハイライト（白色、昼光色）、パルックボールプレミア・パルックボールスパイラル（電球型蛍光灯）（松下電器産業）
メロウシリーズ（メロウZプライド・メロウZ・メロウ5・メロウホワイト(昼白色)・メロウルック・メロウライン）、ネオライン・ワットブライター（白色、昼光色）・ネオボールZ REAL（電球型蛍光灯）（東芝|東芝ライテック）
きらりUV、ハイルミック（明るい輪・あかりん棒）・ハイホワイト（昼白色）・サンライン（白色、昼光色）（日立製作所）
ルピカ・ルミクリスタル（昼白色）・ネオルミスーパー（白色、昼光色）（オスラム・メルコ|三菱オスラム）
フレッシュルック5（三洋電機）
ライフルック・ホタルック・サンホワイト5（昼白色）・ライフライン（白色、昼光色）・ライフラインII（白色、昼光色、ラピッドスタート専用）（日本電気|NECライティング）
アイライン（岩崎電気）その他
現在では死語であるが、嘗ては反応の鈍い人のことを揶揄して「蛍光灯」と言った。これは、昔の蛍光灯は全てグロースタート式だったため、「蛍光灯＝スイッチを入れてもすぐに点灯しない」という事に由来する。
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