ハロゲンって何よ

それは、元素郡

ハロゲンと言う元素はありません。フッ素、塩素、臭素、ヨウ素といった17属の原子の事を指し、元素記号Xで代用しています。
ハロゲンランプに使われるのは、ヨウ素が使われることが多く、少量の不活性ガスと一緒に封入しています。
通常の電球は、少量の不活性ガスを封入しているのが普通です。
昔は、ガスを入れず、すべて真空にしていました。今でも懐中電灯などの低電圧で使用する電球にはガスを入れず、真空にしています。

なぜ、ハロゲン

通常、フィラメントを高熱にすると、その熱によりタングステンが蒸発します。
蒸発したタングステンは、電球のガラスの内側までやってくると、外気に冷やされてタングステンに戻り、電球の内側に薄いタイグステンの膜を作ります。
使用すると電球の内側が黒くなってくるのはそのためです。
 蒸発を少しでも防ぐため、中に少量の不活性ガスを封入し、圧力をかけることで、タングステンの蒸発を抑え、寿命を延ばすのが普通の電球です。

 このガスにハロゲンを混ぜると、蒸発したタングステンがハロゲンと結合し、ハロゲン化タングステンとなります。
このガスは低温では気体のままなので、ガラスの表面に付着することなく、電球内を漂います。
所が熱が加わると、ハロゲンとタングステンに分離し、タングステンは自ら安定を求めて再び近くのタングステンと結合します。
これにより、蒸発したハロゲンは再びフィラメントに戻る事により、蒸発を防ぐ仕組みになっています。
これをハロゲンサイクルといいます。

ハロゲンサイクルはいいことばかりではない

• ハロゲンサイクルが成立する条件

ハロゲンサイクルが行われるには、一定の条件が必要で、その条件とは温度。
一定の温度下でないとハロゲンサイクルが成立せず、それより低いとハロゲン化タングステンは分離できず、永久に電球内を漂うことになり、フィラメントがやせ細り、ついには断線していまいます。
温度が高すぎるとハロゲンサイクルが行われるより速く、蒸発が進むために同じく寿命が縮みます。


• ハロゲンサイクルの欠点

ハロゲンサイクルは蒸発を抑えてくれますが、蒸発したタングステンが必ず同じ場所に戻るとは限りません。
一度蒸発したハロゲンは違う所に還元されることもあります。
すると、その箇所のハロゲンは発熱しないため、温度が下がり余計に蓄積しやすくなります。
反対に、ハロゲンが蒸発した箇所では抵抗値が上がり非常に温度が上がります。
その結果、蒸発が激しい箇所ではどんどん蒸発が進み、蒸発の少ない箇所ではどんどん蓄積するという循環がおきます。

古くなったハロゲンランプのフィラメントを見ると、表面がボコボコになっているのが解ると思います。
それがこの循環が起きた痕跡です。
蒸発が進んだフィラメントが非常に脆くなり、少しの振動で砕けてしまいます。
砕けた瞬間、そこは非常に高温になり閃光を発しながら一気にタングステンが蒸発し、ついには破断。
電球が切れてしまい、寿命を迎えます。

しかし、普通の真空電球より長持ちはしますが、ハロゲンサイクルは一定の温度条件が必要なため、消費電力の小さな電球ではハロゲンを入れても効果がありません。
ですから、メーター球やフラッシャー球(ウインカー球)にはハロゲンの設定は無く、真空の電球です。
古くなるとガラス内側に昇華したタングステンが付着し、ガラスが黒くなってきます。