誰も気にしない蛍光ランプのだいたい

Fluorescent Lamp Ralery Asked Questions
1996/01/15 一部修正
1998/09/14 写真を加えました.
2002/05/11 最近の色温度表示に合わせて WW 型を加え F 型を削除.
shida@ac.cs.musashi-tech.ac.jp

概論

「経済的だが,顔色が悪く料理もまずく見える. その上なかなか点かない」 と い う蛍光灯のイメージは, もはや修正されなければなりません. 希土類蛍光体とインバータ安定器という二つの技術革新が これらの欠点を補い, 今では白熱灯の4倍以上という高効率を より広い用途で発揮できるようになっています. しかし,メーカの宣伝だけではその実質を正確に 理解することはできません.このRAQは,誰も気にしていない ように見える蛍光ランプについて, 知識を普及することを目的にしています. 質問とその答え
Q1
白熱灯に対する蛍光灯の良いところは何ですか?
Q2
ランプの型番の見方を教えて下さい
Q3
今器具についているランプと互換性があるのは?
Q4
どの種類のランプがお勧めですか?
Q5
三波長域発光型は値段が高いんですが、どんな価値があるんですか?
Q6
蛍光ランプの性能について教えて下さい。
Q7
蛍光ランプの寿命とは?
Q8
安定器って何のため?
Q9
グロースタータにも種類があるの?
Q10
「取り替えるならインバータ」って何故?
Q11
電球口金蛍光灯とは何ですか?

Q1. 白熱灯に対する蛍光灯の良いところは何ですか?
A1. 蛍光灯は白熱灯に比べて二大特徴があります。

  1. 明るさの割に消費電力が小さいく、3倍以上効率が良い。
  2. 寿命が数倍長く、交換の手間が省ける。
効率が良いことは、夏の冷房時には冷房負荷の 減少に繋がり、冷房電力も減少するので、 ランプ電力の差以上の効果があります。

Q2. ランプの型番の見方を教えて下さい。
A2.

写真は家庭で普通にみられる直管15Wと丸形32Wの例です. akarinbo akarinbo

最初のFLなどは蛍光ランプ(fluorescent lamp)と外形を表します. 2番目の数字は公称ワット数です. 公称ワット数で大きさが決まっており, ワット数の大きいものほど大きくなります.

FL
直管型.よく使われる10, 15, 20, 40Wの他に, 非常灯などに使われる細い4, 6, 8Wがあります.
FCL
環形.20, 30, 32, 40Wがあります.
FLR
ラピッドスタート型.公共の場所やオフィスでよく使われる グロースタータを使わないタイプ. 直管ですが,FLとは互換性がありません. 40, 110Wがあります.
FHL, FPL, FDL, FML,
コンパクト型.直径16mmと細い。 器具の小型化ができるのでここ数年電気スタンドや 玄関灯などに普及している。 全て三波長発光タイプである。
この記号と公称ワット数が一致していれば互換性があります. "/18"などは省電力型で実際の消費電力を表します.

S, SSは細経型を表します.技術の進歩に伴い蛍光ランプは 長さは変わりませんがだんだん細くなっていて, 直管20W (FL20) タイプでは,最初38mm径あったものがS型で31mm, SS型で28mmになっています.

EXは希土類蛍光体を使った性能の良い三波長発光型を表します.

Dなどは色温度を表し昼光色型を表します. 色温度が高ければ白っぽい光,低ければ黄色い光になります.

D
「昼光色」と呼ぶ.色温度 6500K〜6700K の晴天戸外の色温度. 最近メーカが力を入れて 売ろうとしている.
N
「昼白色」と呼ぶ.色温度 5000K.
W
「白色」と呼び,色温度 4200K.
WW
色温度 3500K. 食事がおいしく見えるという東芝の「あかり御膳」がこれ.
L
「電球色」と呼ぶ.色温度 2800K〜3200K の, 電球を真似た暖かみのある色.
第一の例は日立のあかりん棒ですが, FL15-EX-N は家庭用の直管15W 三波長域発光タイプの色温度5000Kのものと分かります。 第二の例は三菱オスラムのルピカエースで,FCL32EX-N/30は家庭用の環形 32W 型で実電力 30W の省エネタイプ、 三波長域発光の色温度5000Kのものと分かります。

これ以外にも特殊用途のものがいろいろあります。 赤,緑,青の3原色のもの.紫外線を出すブラックランプは 蛍光染料を光らせる独特の効果のため舞台やクラブなどでも 良く使われます。

Q3. 今器具についているランプと互換性があるのは?
A3. FLなど先頭の記号と公称ワット数が一致していれば互換性があります.

Q4. どの種類のランプがお勧めですか?
A4. ランプは三波長域発光型(EX)がお勧めです。

EX型はメーカによってパルック(松下)、 ルピカエース(三菱OSRAM)、 メロウルック(東芝)、 明るい輪(日立)、 ライフルック(NEC)などと呼ばれています。 メーカによる性能の差は僅かです.

色温度について: 最近メーカはD型を爽やかな光色であるとして 売り込んでいますが、夜使うにはやや青過ぎて, 白々しい雰囲気に感じるかも知れません. 一方,白熱灯に色を合わせてあって暖かみがあるのは L型ですが,蛍光灯としてはやりすぎでややわざとらしい 感じもします. ですから,自然な感じに見せたいときにはN型がお勧めです. 多少の暖かみが欲しいときには,L型とN型を混ぜて使う 方法があります. ここで注目なのは,この頃現われてきた色温度は3500KのWW型です.

Q5. EX型は普通のより値段が高いんですが、 どんな価値があるんですか?
A5. 詳しくはA6を読んで下さい

簡単にいえば
  1. 色が良い。
  2. 同じ電力で明るい。
ため、気持ち良く暮らせるだけでなく、 同じ明るさを得るために電気代が少なくて済み、 トータルコストは却って安く済むのです。

Q6. 蛍光ランプの性能について教えて下さい。
A6.

3.1 明るさ

光の強さの単位としてルックス[lx]が有名ですが, これはものがどれくらいの明るさで照らされているかを 表す単位であり,光源の強さを表すには向いていま せん. 強い光源でも,遠ざかればルックスは小さくなります. 色々な方向に放射している光束の総量をルーメン[lm]という 単位で表します.省電力100W型の白熱灯では95Wで1510[lm]です ので,1ワット当たりの光束は15.9[lm]になります. 蛍光灯の場合ランプ電力の20%程度が安定器で消費されるので, FL20SS18-EXの場合消費電力は23Wぐらいです. 明るさは1440[lm]ですので62.6[lm/W]となり、 消費電力あたりの明るさは白熱灯の4倍となります。 ほぼ同じ明るさが1/4の電力で得られるわけです。 この省エネルギー性と後で述べる長寿命が蛍光灯の 利点です。

以下に照明工学の教科書に出ているスペックを示します。 普通型の性能はほぼ安定していますが、 三波長域発光型はこの数字が絶対ではありません。 改良によりこれ以上の光束が出ているものもあり、 会社によるばらつきもあります。 また、インバータ安定器をつかうと、10% - 15%明るく なるといわれています。 例えばFL15EX-Nを使った日立のインバータ電気スタンドの 光束は1170lmあり、表の940lmより明るくなります。

直管蛍光ランプ
光束維持率は10,15Wが75%以上、20W,40Wが85%以上。
寿命は光束維持率を下回るまで。
種類長さ[mm] 管径[mm]明るさ[lm]寿命[h]
DNWEX-N
FL1033025.54204604905405,000
FL1543625.57508208609405,000
FL20SS/185802810701170123014407,500
FL40SS/37119832.5270029503100356010,000

環形蛍光ランプ
寿命は光束維持率70%を下回るまで。
種類外径[mm] 管径[mm]明るさ[lm]寿命[h]
DNWEX-N
FCL20/1814729 9601060110013005,000
FCL30/281672914501600167022005,000
FCL32/302412917801960205025105,000
FCL40/382412924402680280032705,000
これを見ると、三波長域発光型が同じワット数でももっとも明るいことが 分かります。 また環型は直管にくらべ少し劣っていることがわかります。

FL20SS18を例としW型が400円、EX-Nが700円としましょう。 寿命を迎えるまでに消費する電力は 0.023[kW] * 7500[h] = 172.5[kWh] と求められます。電気代を25[円/kWh]とすると、 全電気代は4300円を越え、ランプ価格より一桁多くなります。 使っているうちに段々暗くなってくる効果を無視すれば、 一円で一時間当たり何ルーメンの光束が得られるかというと

W
1230[lm] * 7500[h] / (4312.5 + 400)[円] = 1957[lmh/円]
EX-N
1440[lm] * 7500[h] / (4312.5 + 700)[円] = 2155[lmh/円]
となります。つまりランニングコストのほとんどが電気代で あるために、EX-Nの方がランプ代が高くても17%の効率の向上が、 それを上回る利益をもたらすということです。

3.2 光の質

光の質は同じ色温度の黒体輻射のスペクトルと比較して どれだけ似ているかという基準で評価します。 これを平均演色評価数 Ra と呼び、Raの値が100に近いほど 演色性が良いとします。
光源Ra
W(白色蛍光ランプ)64
F(昼白色蛍光ランプ)74
D(昼光色蛍光ランプ)77
EX-N84
白熱灯100

これを見ると三波長発光型が一般用の蛍光灯の中で もっとも演色性が良いことが分かります。 実際に蛍光灯の下で自分の手の平を見てみると、 白色蛍光灯(W)より三波長発光型(EX-N)の方が血色良く 見えます。光源の色は後者の方がむしろ白っぽいにも 関わらずです。 三波長発光型であれば、食堂で用いても不自然さは感じません。 なお、最近では蛍光体に工夫するなどしてRaが更に88程度に 向上した製品が多くなっています。

Q7. 蛍光ランプの寿命とは?
A7.

蛍光灯の寿命は、点灯時間と点滅回数の両方に影響されます。 そこで試験は、3時間点灯0.5時間消灯を一サイクルとして、 その繰り返しで行ないます。 すると新品の時がもっとも明るく、最初の100時間くらいで 数パーセント明るさが減少し、その後数千時間に渡って ゆっくり明るさが減少していく特性になります。 蛍光灯は、点灯しなくなる時ではなく、 新品時の明るさより一定以上暗くなった時をもって 寿命としています。 その基準を光束維持率といいます。 コストの大部分が電気代なので、 暗く効率の悪い状態で使うのはかえって損なのです。

Q8. 安定器って何のため?
A8.

蛍光ランプは,水銀蒸気の中で放電した時に生じる 紫外線を管の裏側に塗られた蛍光体が吸収し, 可視光線を再放出するという仕組みです. 放電が始まると印加電圧を増さなくても急激に電流が増加し (オームの法則に従わない),何らかの方法で電流を制限し なければ破壊にいたります. その電流を制限するのが安定器です.

消えている状態では水銀の大部分は管壁に付着しており、 管内はアルゴンガスがほとんどなので、放電しにくく、 点灯には大きな電圧が必要です。その高電圧を作るのが グロースタータです.これは一種のスイッチで、 ランプの電極を電流で熱して、 水銀をある程度蒸発させた後、 急に電流を切るとチョークコイルに高い誘導電圧が生じます。 一旦放電すれば加熱により更に水銀蒸気が生じて低い電圧で 放電が継続します。 したがってグローランプは点灯の時だけ動作します。 ランプとこれらの機器の組み合わせを蛍光灯, 傘も含めた全体を蛍光灯器具と呼びます. ここ数年インバータ安定器が増えています。

Q9.グロースタータにも種類があるの?
A9.

グロースタータは,ランプに合ったものを使う必要があります.
FG-7P
ねじ込み式.直管10W以下に適する.
FG-1P
形はFG-7Pと同じ.直管15W以上,円形20, 30Wに適する.
FG-5P
円形32Wに適する.コンセント式.
FG-4P
円形40Wに適する.コンセント式.
グローランプの寿命は点灯回数で決まります. メーカーはランプ本体と同時に交換することを勧めていますが, 付けっぱなしにすることが多く,点灯・消灯の頻度が低い場合には, 2,3回に1回でも良いようです. 逆にランプの寿命がきて点滅しているような場合には, グローランプも消耗しています.

スイッチを入れてから点灯するまでに30秒以上掛かる 時にはグローランプの寿命であると定められています。 なお、気温が低いと点灯までの時間は長くなります。

最近、松下からグローランプと互換性のある 電子スタータが発売されました。 これはFG-1P/x, FG-4P/x, FG-5P/xという型番で、 グローランプを電子回路に置き換えたものです。 そのメリットは、

  1. 始動時間が1秒前後に短縮され、チカチカしない。
  2. 始動時の衝撃によるランプの消耗が少なく、 ランプ寿命が伸びる。
  3. スタータ自体の寿命が長い。
ということです。これにより、インバータでない器具でも、 始動に関しては同等になります。 500円くらいと値段は高いですが、注目製品です。

Q10. 「取り替えるならインバータ」って何故?
A10.

チョークコイル型の蛍光ランプは50ないし60Hzの商用電源で 点灯するので,一秒間に100ないし120回点滅しています. この点滅は普通はそれほど目立ちませんが、 ランプが旧くなると気になることがあります。 インバータ蛍光灯はチョークコイルとグローランプの組合せ の代わりに電子回路を使った安定器を持っています。 20KHz以上の高周波で点灯することで,
  1. 同じ消費電力でランプの明るさが10%~20%高まり効率が良くなる,
  2. ちらつきがなくなる.
  3. すぐ付く.低温にも強い.
  4. 重いチョークコイルがなくなり,軽くできる.
  5. グローランプが不要になる.
という利点があります.

Q11. 電球口金蛍光ランプとは何ですか?
A11.

白熱灯のE26口金にねじ込める、 ランプと安定器を一体にした蛍光灯です。
蛍光灯器具を買わなくても安価に取り替えられ、 60W球と同じ明るさが17W程度で 得られるので、 白熱灯と比べて、ランプ代の差を差し引いても節約ができ 寿命も伸びるのが利点です。 蛍光灯器具に比べれば安定器一体交換である分だけ 割高になります。 また、それほど明るいものはありません。

ほぼ全てが三波長発光型ランプを使っています。 以前はチョークコイル型安定器を使ったもの ばかりだったので、階段やお手洗いなど すぐについて欲しい場所には不向きでした。 また重さが400g前後あったので、 シャンデリアやスタンドなど重さに耐えられない 器具にはつきませんでした。 しかし最近出回りはじめたインバータ型は、 すぐつき、重量も200g前後なので用途が広がりました。 また100W球相当の23W型、40W相当の13W型など、 種類も増えました。 さすがに大きさはボール球より一回り大きいので、 器具によってははまらないことがあります。