CN106298432A - 短弧型放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供如下结构的短弧型放电灯，在位于垂直上方的电极所形成的密闭空间中封入有传热体，并且设置有限制体，该限制体由在上述密闭空间内沿电极的轴向延伸并沿径向横截的板材构成，限制溶融传热体的对流沿周向转动，在该短弧型放电灯中，在灯点灯时熔融的传热体对流时，抑制该对流在密闭空间内沿周向转动，并且不会通过上述板材对密闭空间的内壁尤其是电极后方侧的内壁作用按压力从而防止电极破损。其特征在于，上述板材在形成上述密闭空间的上述电极的内壁侧的侧缘带有倾斜，上述板材的上边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度被设定为，小于下边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度。

Description

短弧型放电灯

技术领域

本发明涉及短弧型放电灯，尤其涉及具有在电极主体的密闭空间封入有传热体的电极的短弧型放电灯。

背景技术

以往，在作为曝光半导体基板、液晶显示用的液晶基板、印刷基板等的曝光装置的紫外线照射光源而使用的短弧型放电灯中，其大输出化不断进展。在因该大输出化而额定消耗功率变大时，产生如下问题：在灯中流动的电流值通常变大，由此电极接收电子冲撞的量变大而容易升温进而熔融。

并且也会产生如下问题，构成电极的材料例如钨蒸发而附着在发光管的内表面从而黑化，作为灯的放射能力下降。

为了解决这种电极材料的熔融、蒸发等的问题，例如日本特开2012－028168号公报中所公开的那样，提出了具有在内部的密闭空间内封入有传热体的电极结构的短弧型放电灯。

在图5、图6中公开了该概略结构，在图5中，示出了在发光管2内具有沿垂直方向对置配置的一对电极3、4的短弧型放电灯1。并且，如图6(A)、图6(B)所示，一对电极中位于上方的电极(该例中为阳极)4的电极主体5由容器部件6和盖部件7构成，在其内部形成有密闭空间8。

并且，在上述密闭空间8中封入有传热体M，该传热体M由热传导率比构成电极4的材料例如钨高的、在灯点灯时熔融的材料例如金、银等构成。并且，在上述密闭空间8中填充有惰性气体。

并且，在封入了传热体M的电极4的密闭空间8内设置有板状的限制体10，该板状的限制体10限制在点灯时熔融的溶融传热体M的对流沿周向转动。

通过设为这样的结构，上述传热体M在灯点灯时熔融，在密闭空间8内对流，将电极主体5顶端的热传递至后端侧，由此减少电极主体5的轴向上的温度梯度，其结果取得如下效果：能够降低顶端的温度，由此，能够抑制电极顶端的熔融以及蒸发。

另外进而，通过在上述密闭空间8内设置有限制体10，在点灯时熔融的熔融传热体M在密闭空间8内对流时，能够限制/防止该对流在周向上转动，因此很少因对流移动而产生电极的同一位置处的温度变化，不会基于温度变化产生高温蠕变变形，电极顶端的熔融·蒸发防止功能能够得到进一步完善。

然而，虽然传热体因灯点灯熔融，但在灯熄灭时凝固，并成为其附着到密闭空间的内壁上的状态。该凝固后的传热体因再次点灯而再次熔融，此时，传热体从成为高温的电极顶端侧(下方侧)开始熔融。此时，传热体的上方侧为还未熔融的状态，在其熔融之前，由溶融传热体对构成密闭空间的内壁作用压力。

此时，如图7所示，板状限制体的姿势不稳定，有时成为向某一边倾斜的状态，肩部与内壁抵接而推压内壁。

电极的顶端侧(下方侧)成为更高温状态，由于比较有延展性，因此对溶融传热体的压力以及限制体的推压作用具有抵抗力，在处于比其低的温度状态的电极后方侧(上方侧)延展性缺乏，因溶融传热体的圧力以及限制体的推压力会产生裂纹。一旦产生裂纹，则有可能以其为起点由溶融传热体的压力一下子破坏电极。

专利文献1：日本特开2012-028168号公报

发明内容

本发明鉴于上述以往技术的问题点，提供一种如下结构的短弧型放电灯，位于垂直上方的电极所形成的密闭空间中封入有传热体并且设置有限制体，该限制体由在上述密闭空间内沿电极的轴向延伸、并在径向上横截的板材构成，对溶融传热体的对流沿周向转动进行限制，在点灯时熔融的传热体对流时，抑制该对流在密闭空间内沿周向转动，并且不会通过上述板材对密闭空间的内壁尤其是电极后方侧的内壁作用按压力从而防止电极破损。

为了解决上述问题，本发明的特征在于，上述板材在形成上述密闭空间的上述电极的内壁侧的侧缘带有倾斜，上述板材的上边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度被设定为，小于下边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度。

并且，其特征在于，上述板材的内壁侧的侧缘的上述下边侧具有沿上述电极的轴向的平行部分。

发明的效果

根据本发明，由于电极的密闭空间内所设置的板状限制体的内壁侧的侧缘带有斜度，且上边侧的长度小于下边侧的长度，因此，在电极的密闭空间的后方侧，即使板状限制体的姿态发生变化，在上边侧也不会与内壁抵接，在温度比较低且延展性比较低的电极后方部位处不会作用基于板材的按压力，因此不会产生裂纹。

并且，由于在板状限制体的侧缘的下边侧具有沿电极的轴向的平行部分，因此能够以某种程度维持密闭空间内的板状限制体的姿势，从而抑制倾斜，并减轻向电极的推压力。

附图说明

图1是本发明所涉及的放电灯的电极的剖面图(A)及其横剖面图(B)。

图2是仅表示本发明的限制体的主视图。

图3是其他实施例的剖面图。

图4是又一其他实施例的主视图。

图5是以往的短弧型放电灯。

图6是以往的电极的剖面图(A)及其横剖面图(B)。

图7是说明以往的电极的不良情况的剖面图。

符号说明

1 短弧型放电灯

2 发光管

3 阴极

4 阳极

5 阳极主体

6 容器部件

7 盖部件

8 密闭空间

10 限制体

11～17 板材

11a 侧缘

11b 上边

11c 下边

11d 平行部

12a 侧缘

12b 上边

12c 下边

12d 平行部

M 传热体

X 电极中心轴

具体实施方式

图1表示本发明的短弧型放电灯的电极结构，图1(A)为其纵剖面图、图1(B)为其横剖面图。

在图中，电极(阳极)4具有由容器部件6和盖部件7构成的电极主体5，该电极主体5内形成有密闭空间8。并且，该密闭空间8内封入有热传导率比钨等电极材料高的传热体M。该传热体M例如由金或银等金属构成，熔点比电极材料低，点灯时，在密闭空间8内熔融。

并且，在上述电极4的密闭空间8内插入有板状的限制体10。该限制体10在密闭空间8的大致中心轴上沿长度方向延伸，并且以沿径向横截的方式设置而具有与电极4的密闭空间8的内径大致相同的尺寸。另外，限制体10的中心轴严格意义上讲并非一定要位于电极4的中心轴上。

图2示出了限制体10的细节，图2(A)为侧视图，图2(B)为其俯视图。该实施例中，限制体10如由图1(B)、图2(B)可知的那样，由相互交叉的板部件11、12构成。

并且，这些板部件11、12在形成上述密闭空间8的上述电极4的内壁侧的侧缘11a、12a带有倾斜，上述板材11、12的上边11b、12b处的从电极中心轴X到半径方向的端部为止的长度L1被设为，小于下边11c、12c处的从电极中心轴X到半径方向的端部为止的长度L2(L1＜L2)。

另外，这里板部件的下边是指位于被垂直配置的电极的顶端侧的边，上边是指其相反侧，即位于电极的根(日语：根元)侧的边。

图3示出了限制体10的不同的实施例，图3(A)中，限制体10俯视时由交叉成大致T字型一对板材13、14构成。图3(B)中，限制体10由以等角度向三个方向扩展的板部件15、16、17构成。这些任一情况的板材13～17均沿电极4的长度方向延伸，并且成为在径向上横截的形状，且上边处的从电极中心轴X到半径方向的端部为止的长度L1被设为，小于下边处的从电极中心轴X到半径方向的端部为止的长度L2(L1＜L2)。

根据上述的实施例，由于被设成，限制体的板材在其侧缘带有倾斜，上边的长度L1小于下边的长度L2，因此，在上边附近，与密闭空间的内壁面之间形成大的间隙，点灯时，即使受到流动的溶融传热体的影响而限制体上产生倾斜，限制体的板材的上方的肩部也不会抵接并按压于壁面，不会产生壁面损伤。特别是，在点灯初期，电极顶端侧成为高温，凝固的传热体开始熔融时，在电极的轴向的中间部位以及后端侧，温度不会如顶端侧那样成为高温，在没成为金属延展性高的状态时，限制体的板材的上边的角部不容易推撞到构成密闭空间的容器部件的内壁。由此，电极不容易因点灯时的热应力而被破坏。

另外，即使存在板材的下方肩部与密闭空间的内壁面抵接的情况，也由于电极的顶端侧在点灯时成为高温，相比后端侧具有充分的延展性，因此损伤的危险性低。

另外，限制体的板材的侧缘处的倾斜不必是直线的，曲线的倾斜也可以。并且，对于倾斜的角度而言，倾斜越大则限制体损伤内壁的可能性越低，但是随之限制溶融传热体的对流向周向的转动的作用也降低，因此，优选为，例如上边长度L1/下边长度L2为0.45～0.94。

并且，向径向外方突出的板材的个数为三个以上时，在密闭空间内设置时能够进行3点支承，因此是优选的，但也可以为一个。进而，限制体的进行交叉的板材部分在与电极中心轴正交的截面上为非点对称也可以。

进而，通过在板材的侧缘上设置倾斜，还具有重心向限制体的下方移动、在密闭空间内姿势容易稳定的效果。

图4中示出了又一其他实施例。在该实施例中，构成限制体10的板材11、12的侧缘11a、12a的下边侧的一定区域不带倾斜，而形成沿着电极轴向的平行部分11d、12d。

其他结构与图1、图2中示出的实施例同样。该平行部11d、12d与密闭空间8的内壁隔开一点点距离地接近，在限制体10的姿势要从沿着电极中心轴的状态倾斜时，该直线延长部因内壁而被限制活动，从而稳定姿势。

为了验证本发明的效果进行了以下的实验。

灯的规格如下所述。

＜发光管＞

材料：石英玻璃

电极间距离：6mm

封入物：水银2.0mg/cc、氩100kPa

＜阳极＞

材料：钨

胴体部(容器部件)的外径：25mm

电极主体内容积：6cm³

壁厚：5.5mm

传热体：(银)4.7cm³

封入气体：(氩)100kPa

＜点灯姿态＞

使阳极为上方的垂直点灯

＜额定值＞

额定电流：150A

额定功率：5kW

＜限制体＞

长度：16mm

上边的长度：7mm

下边的长度：13.8mm

厚度：2mm

＜点灯实验概要＞

·对放电灯的点灯灭灯实验

·以额定功率点灯15分-灭灯120分×30组

实验结束后，拆卸电极并确认限制体时没有破损，电极也没有破坏。

如以上，根据本发明，具有在电极主体的密闭空间中封入有传热体并设置有对溶融传热体的对流沿周向转动进行限制的板状的限制体的电极的短弧型放电灯中，构成上述限制体的板材在形成上述密闭空间的上述电极的内壁侧的侧缘带有倾斜，上述板材的上边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度被设定为，小于下边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度，因此即使存在板材因溶融传热体而发生倾斜的情况，该板材的上方肩部也不会抵接并按压于密闭空间的内壁，能够防止损伤电极的情况。

Claims (2)

1.一种短弧型放电灯，在发光管的内部具有垂直对置的一对电极，位于垂直上方的电极所形成的密闭空间中封入有传热体并且设置有限制体，该限制体由在上述密闭空间内沿电极的轴向延伸、并沿径向延伸的板材构成，该限制体限制溶融传热体的对流沿周向转动，

上述板材在形成上述密闭空间的上述电极的内壁侧的侧缘带有倾斜，

上述板材的上边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度被设定为，小于下边处的从电极中心轴到半径方向的端部为止的长度。

2.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，

上述板材的内壁侧的侧缘的上述下边侧具有沿着上述电极的轴向的平行部分。