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» 2012年12月19日 09時00分 UPDATE

LED照明:安価で消費電力はLED並み、「T5蛍光灯」の正体は? (1/2)

直管形LED照明は価格が下がってきたとはいえ、まだ決して安いと言えるものではない。価格を見て導入をためらっている人もいるだろう。そのような人は「T5蛍光灯」に注目してみてはいかがだろうか。

[笹田仁,スマートジャパン]

 「T5蛍光灯」とは、簡単に言ってしまうと「インバーター式の細い蛍光灯」だ(図1)。「T5」とは蛍光灯の大きさを示す記号であり、ランプの直径が15.5mmのものを指す。ヨーロッパなどの国ではT5サイズの蛍光灯を天井照明に使うことが多いという。ちなみに日本で一般的な40型の蛍光灯は「T10」となる。ランプの直径は32.5mmだ。

T5_Fluorescent_Lamp_1.jpg 図1 従来型の蛍光灯(左)とT5蛍光灯

 日本ではT5蛍光灯はコンビニエンス・ストアの冷蔵庫や温熱棚など、一部の用途でしか使うことはなかった。東日本大震災後の電力不足から、節電運動が活発になるにつれて、日本でも天井照明向けのT5蛍光灯が登場し始めた。

インバーターで消費電力を下げる

 先にT5蛍光灯はインバーター式の細い蛍光灯と説明した。インバーター式とは、蛍光灯を点灯させるために必要な安定器にインバーターを搭載する方式だ。商用電源(交流50/60Hz)の周波数を数万Hzまで高めてランプに供給する。周波数が数万Hzになるため、1秒間に点滅を繰り返す回数が数万回となり、グロースタート式やラピッドスタート式といった古い方式の蛍光灯に比べて明るく見える。

 ちなみに、グロースタート式は商用電源の周波数を変換せずにランプに流しているので、1秒間に50もしくは60回点灯を繰り返している。ラピッドスタート式は商用電源の2倍の周波数の電力をランプに供給している。

 インバーター式の蛍光灯は明るく見えるということを生かして、消費電力を抑えられるという特長もある。ランプに供給する電流を減らしても、十分な明るさを維持できるのだ。

 インバーター式の蛍光灯は、日本でも家電メーカー各社が販売している。ただし、日本で普及しているインバーター式の蛍光灯は従来型の蛍光灯と同じ「G13」型の口金を使うもので、ランプの直径は25mmと、グロースタート式やラピッドスタート式の蛍光灯と比べるとやや細い。ちなみにこのサイズは「T8」と呼ぶ。

 日本で普及しているインバーター式蛍光灯で40型の蛍光灯と同じ長さのものは、ランプ単体の消費電力は32Wほど(このことから「Hf32」と呼ぶことも多い)。照明器具にランプを2本取り付けた場合、器具が消費する電力も合わせると65W程度になる。

 一方グロースタート式やラピッドスタート式はランプの消費電力が40Wで、ランプを2本付けると器具も合わせた消費電力は88Wほどだ。インバーター式に交換することで27%程度の節電効果を得られる計算になる。しかも、消費電力が低いインバーター式の方が明るい。ちなみに、蛍光灯の明るさ(全光束)は旧来の2方式の場合は2600lm程度で、Hf32型なら3300lm程度だ。

 ちなみに、日本電球工業会の「JEL 801」規格に準拠する直管形LED照明の場合、全光束が2600lmのランプを2本付けた場合、消費電力は55W程度だ。

蛍光管内を飛ぶ電子の量を調節する

 T5蛍光灯を製造しているプリンス電機によると、T5蛍光灯は一般的な蛍光灯と比べて消費電力量を最大で50%程度節約できるという。先に説明したようにインバーター式にすることで27%程度の節電効果を得られる。さらに消費電力量を抑えるために、どういう工夫を凝らしているのだろうか。

 プリンス電機は消費電力量を抑える方法として、「安定器からランプに出力する電力を調節する」という方法を挙げている。ランプに出力する電力を増減させると、電極が蛍光管内に放出する電子の量が変化する。

 電子の量が変化すると、蛍光灯が放つ光の量が変化するのだが、この点を理解するには、蛍光灯が光る仕組みを押さえておく必要がある。

 蛍光灯の両側にはフィラメントにエミッタ(電子を放出する物質)を塗布したものが付いている。電極に電流を流してフィラメントを加熱し、フィラメントの温度が一定の値を超えると、エミッタが電子を放出する。エミッタが放出した電子が蛍光管の中に浮遊する水銀原子と衝突すると紫外線が発生し、紫外線が管の内部に塗布してある蛍光体に当たると、人間の眼に見える光となる(図2)。

T5_Fluorescent_Lamp_2.jpg 図2 蛍光灯が光る仕組み

 電極が放出する電子の量が減ると、水銀原子に衝突する回数が減り、紫外線が発生する量も減るため、蛍光灯が放つ光は弱くなる。反対に、電極が放出する電子の量が増えると、蛍光灯が放つ光は強くなる。

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