水銀灯を、LEDや無電極ランプなど何に交換すべきか検討してみた

(2018年08月07日)

 

目次

1. 概要

2. 水銀灯を違う照明に置き換える時の検討の仕方

3. 水銀灯から何の照明器具に置き換えるか?

4. 無電極ランプとLED、メタルハライドランプのメリット・デメリット

5. 無電極ランプとは?

6. 信頼できる無電極ランプメーカー「ELXライティングテクノロジー」

7. 無電極ランプELXライティングテクノロジージャパンの導入事例

8. 無電極ランプ海外企業での活用状況

 

1. 概要

水銀灯の製造や輸出入が、2021年以降禁止となる水俣条約が採択された関係で、各企業、水銀灯から違う照明へと置き換える動きをしています。どうせならより明るく、より省エネができる照明へ置き換えたいという要望をお持ちの各企業の方に、その検討の仕方から、各種照明の特徴等、参考にしていただきたいことをまとめました。

 

2. 水銀灯を違う照明に置き換える時の検討の仕方

2.1 明るさ

絶対にこの明るさでなければならないというものではありませんが、作業環境ごとに推奨される明るさが定められたJIS照度基準というものがあります。こちらには、工場内でどんな作業をするときに、どれくらいの照度が基準となりますといった値が示されています。例えば、倉庫であれば100ルクス、一般の製造工場で普通の視作業の場所であれば500ルクスなどと決められています。水銀灯から切り替えられる際に、どれくらいの照度(明るさ)がその職場に適しているのか、JIS照度基準を用いて検討してみてください。

 

2.2 光の質

倉庫など人があまり行かないような場所であれば、光の質にはとくにこだわる必要はありませんが、人が作業をする場所では検討の必要があります。その照明の光を直接見たときに眩しいか眩しくないか、残像が残るか残らないか、目が疲れるか疲れないかなどが、光の質によって変わります。照明の光には大きく分けて2種類のものがあります。「直進性」のものと「全指向性」のものです。直進性のものは眩しく、残像が残り、目が疲れます。それに対し、全指向性のものは眩しくなく、残像も残らず、目も疲れません。一般的に、工場の現場の方々からは、前者の光は「ギラついている」と言われ、後者の光は「優しい」と言われます。作業環境に応じて、どちらの光の質のものにされるか検討してみてください。

 

2.3 寿命の長さ

寿命の長さも検討材料の一つです。水銀灯が使われているところというのは、高さが5m以上くらいのところが多く、その照明が切れたときに、家の中で球の交換をするように踏み台に乗ってすぐできるといったものではありません。5m以上の高さとなると、何か特別な器具が必要になったり、もしくは、高所作業車を呼ばなければならなかったりします。さらに言うと、工場内の一面に機械が広がっている場合、高所作業車も入れませんので、足場を組まなければなりません。工場内(5m以上の高さ)での照明の切り替えには、それだけ手間やお金(ランプ交換コスト)がかかるので、寿命の長さも検討材料の一つに加えてください。

 

2.4 使用環境

使用環境によって、使える照明、使えない照明があります。例えば、熱が出てくるような環境であれば、耐熱性のある照明を選ぶ必要があり、冷凍庫のような低温環境であれば、それに対応したものでなければなりません。また、粉塵が舞うような環境、屋外で雨にあたるような環境であれば、防塵防水性能が認められたIP規格の中で適したランクを取得している照明を検討ください。使用環境に合わせた照明を検討されることも大切です。

 

2.5 照度設計とコストシミュレーション

水銀灯から別の照明に置き換える際に、営業担当者から提案される「照度設計」と「コストシミュレーション」も検討材料のひとつです。照度設計とは、水銀灯から切り替えたときに、どれくらいの明るさが出るか、また、希望の明るさを出すためには、どれくらいのW数のものをどこに配置したらよいか、さらには、その空間に明るさのむらが出ないかなどのことが一目でわかる資料のことです。コストシミュレーションとは、水銀灯から切り替えたときに、電力がどれくらい下がるか、それによって、電気料金がどれくらい下がるか、さらにはその使用条件であれば、照明の寿命がどれくらいなのかが一目でわかる資料のことです。これら2つの資料も検討材料にしてください。

3. 水銀灯から何の照明器具に置き換えるか?

3.1 水銀灯

水銀灯は、真空の放電管の両端に入れた水銀に電流を通して発光させる照明です。ランプ1個当たりの光束が大きく、効率が高く、経済的であり広い場所の照明に適しています。

水銀灯から水銀灯に置き換えると現状維持ですが、水俣条約により、2021年以降使えなくなる可能性があり、遅かれ早かれ水銀灯から別の照明に切り替える必要はあります。

 

3.2 蛍光灯

蛍光灯は、ガラス管の内側に蛍光塗料を塗り、水銀の放電で生じる紫外線を目に見える光線に変えた照明装置です。発光効率が高く寿命も長く経済的な照明なので、家庭や施設、店舗照明として一般的に広く使用されています。

水銀灯から蛍光灯に切り替えると、暗くなる可能性が高いです。それまで水銀灯で5mの高さから照らしていて、蛍光灯で同じような明るさを出すためには3mくらいの高さまで下げる必要があり、蛍光灯が吊り下げられた状態は、あまり見栄えが良くない上に、工場内でクレーンが走っている場合は、それができません。

 

3.3 メタルハライドランプ

メタルハライドランプは、発光効率や演色性が水銀灯より改善されたランプです。発光管内の封入物が金属とヨウ素や臭素との化合物であるためメタルハライドランプと呼ばれ、工場照明、スポーツ照明としてよく使用されています。

水銀灯からメタルハライドランプに置き換えると、口金が合えば同じ傘を使うことができ、安定器の変更のみで水銀灯からの置き換えができるため(各種照明器具の中で)一番楽です。また、水銀灯で400Wを使っている場所で、同じ照度を出すのにメタルハライドランプであれば250W程度でできますので、省エネにもなります。ただ、寿命が水銀灯と同程度のため、寿命が長いとは言えません。

 

3.4 LED

LEDは、電気エネルギーを直接光に変換する半導体で、小形で寿命が長く低電圧駆動が可能、応答速度が速いなどの特徴があります。技術の進歩により、様々な発光色のLEDがつくられるようになり発光効率も向上しています。照明としてだけでなく液晶ディスプレイ、信号機など幅広い用途で使われています。

水銀灯からLEDに置き換えると、まず、省エネになります。そして、光の感じが変わりますので、物の見え方が少し変わる可能性があります。また、水銀灯はスイッチを入れてから15分くらいしないと光りませんが、LEDはスイッチを入れたらすぐに点灯します。ただ、光の広がりが変わる可能性があり、明るさにむらが出たり、場所によっては影が濃く出たりする場合もあります。

 

3.5 無電極ランプ

無電極ランプは、電極を用いずに点灯する無電極放電現象を利用したランプで、寿命に大きな制約となるフィラメントや電極が無いので、本質的に長寿命でランプ交換の頻度を減少できるという特長を有しています。寿命やランプ効率が水銀灯と比べて高いことから、高天井照明、街路灯などでよく使用されています。

水銀灯から無電極ランプに置き換えると、まず、省エネになります。そして、光の感じが変わりますので、物の見え方が少し変わる可能性があります。また、水銀灯はスイッチを入れてから15分くらいしないと光りませんが、無電極ランプはスイッチを入れたらすぐに点灯します。光の広がりは水銀灯とほとんど変わらず、また、明るさのむらや、部分的に影が濃く出てしまうといったことはありません。

 

4. 無電極ランプとLED、メタルハライドランプのメリット・デメリット

ここでは水銀灯からの置き換えで検討されることの多い、3つの照明器具について水銀灯を基準に比較してみます。

 

5. 無電極ランプとは?

5.1 無電極ランプの仕組み

無電極ランプは、発光管内に電極がなく、電磁誘導と放電による発光原理を利用して光ります。このため、ランプ切れの原因となる電極の劣化・ 折損が生じません。

※参考資料 → 「無電極インダクションランプの発光原理」

5.2 無電極ランプの特徴

・寿命が6万~10万時間と非常に長く、ランプ交換コストを大幅に削減できます。

・消費電力は、水銀灯から約50~65%削減できます。

・チラツキ、グレアがなく、自然な光で、目も疲れにくい。

・全指向性のため、空間全体が明るくなり、高天井用照明として最適です。

・瞬時に点灯するため、必要なときだけ点灯でき、節電にも役立ちます。

 

5.3 無電極ランプに置き換えたときの効果

水銀灯から置き換えることで、省エネになるだけでなく、その自然な明るさで広がる光により、空間全体が明るくなり、作業場所に制限がなくなる上に細かい部分でもよく見えるようになるため、作業効率がアップします。また、事故の危険性が低減されます。

 

5.4 無電極ランプが使用できる場所

もともと水銀灯が使用されていたところでは問題なく使用できますが、無電極ランプは天井高が低すぎる、もしくは高すぎる場所では使用できません。具体的に無電極ランプが使用できる場所は、中天井と呼ばれる高さ3m~6mと、高天井と呼ばれる高さ6m~14mの場所です。また、無電極ランプはIP65または66が標準装備となっているメーカーもございますので、粉塵が舞うような環境や、屋外で雨があたる環境でも使用できます。さらに、マイナス40度の低温環境から60度の高温環境でも使用できます。

 

6. 信頼できる無電極ランプメーカー「ELXライティングテクノロジー」

海外を含めると、無電極ランプメーカーはいくつかありますが、その中でもELXライティングテクノロジー社のランプは信頼性や評価も高いと言われています。その理由は、次のような特徴にあります。

6.1 ジャパン品質の開発・設計・品質管理

ELXライティングテクノロジージャパンは、開発から設計・製造まで一貫して行えるメーカー特長を生かし本社日本オフィスと中国オフィスをホットラインでつなぎ、国内代理店のリクエストに対応しています。ジャパン品質にこだわり、製造工程だけでなく、出荷前100時間エージング試験まで、常にELXジャパンのスタッフが立ち会い合い、品質管理に努めています。

 

6.2 全品総務省の電波法クリア

ELXインダクションランプは、全製品が工業用の設備設置に必要な総務省型式指定を取得し、電波法の基準をクリアした安心な照明です。

 

6.3 生産台数No.1

ELXライティングテクノロジーは中国の広東省江門市に本社を置き、世界有数のクリーンエネルギーの科学研究、生産、販売を一社で行える総合ハイテク企業です。2005年に、エネルギー効率の高い照明ソリューションを持つ照明会社として設立されました。現在は無電極ランプの生産量は世界No.1を誇り、製品は世界100カ国以上に販売され、米国にも工場や物流センターを設置しています。

 

7. 無電極ランプELXライティングテクノロジージャパンの導入事例

以下のURLをぜひご覧ください。

http://www.mudenkyoku-eco.com/work

 

8. 無電極ランプ海外企業での活用状況

 

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