JP2016162639A - ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法 - Google Patents

ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016162639A
JP2016162639A JP2015041512A JP2015041512A JP2016162639A JP 2016162639 A JP2016162639 A JP 2016162639A JP 2015041512 A JP2015041512 A JP 2015041512A JP 2015041512 A JP2015041512 A JP 2015041512A JP 2016162639 A JP2016162639 A JP 2016162639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
discharge lamp
arc discharge
short arc
fibrous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015041512A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6487720B2 (ja
Inventor
秀一 高村
Shuichi Takamura
秀一 高村
志郎 前中
Shiro Maenaka
志郎 前中
小林　孝裕
Takahiro Kobayashi
孝裕 小林
和宣 藤田
Kazunobu Fujita
和宣 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yumex Inc
Original Assignee
Yumex Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yumex Inc filed Critical Yumex Inc
Priority to JP2015041512A priority Critical patent/JP6487720B2/ja
Publication of JP2016162639A publication Critical patent/JP2016162639A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6487720B2 publication Critical patent/JP6487720B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

【課題】表面放熱率を向上させたショートアーク放電ランプ用の陽極を提供する。【解決手段】陽極１の本体側面には、後述するプラズマ処理により、1μm程度の長さの繊維状ナノ突起が多数形成されている。陽極表面の表面粗さが小さいので、陽極に採用した場合、陽極表面のアーク流は速くなる。これにより陽極からアーク流への熱移動が効率よくなり、陽極表面の冷却効果がさらに増大する。繊維状ナノ突起は、従来の陽極表面よりも表面形態が繊細であるので高温のアーク流に対して一種の防護壁として機能する。【選択図】図１

Description

本発明はショートアーク放電ランプの陽極に関し、特にアーク流の流れを促進するとともに、放熱性を向上させる処理に関する。
従来、ショートアーク放電ランプの陽極は、点灯中に非常に高温になるため、通常、高融点金属であるタングステンが用いられ、陽極の温度を下げるために、各種の対策がなされている。
例えば、特許文献１には、陽極表面にタングステン粉末を焼結する技術が開示されている。
また、特許文献２には、表面にレーザー溝加工をした陽極が開示されている。
特開平9-231946号公報 特開2002-117806号公報
しかしながら、特許文献1および特許文献2もいずれも、表面積を拡大することにより、放熱効果を高めようとするものであった。このため、表面に凹凸ができ、かえって、アーク流の流れを阻害するという問題があった。
本発明は、上記課題を解決し、アーク流の流れを促進するとともに、放熱性の高いショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することを目的とする。
（１）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極は、前記本体部の表面に設けられた多数の繊維状ナノ突起を有している。したがって、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
（２）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記高融点金属はタングステンである。したがって、タングステンを用いた場合に、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
（３）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部近傍の側面に形成されている。したがって、アーク流よりも陽極の方が高温である領域において、陽極自身の熱放射に加えて、陽極からアーク流への熱移動が効率よくなり、陽極表面の冷却効果を増大させることができる。
（４）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部を除く陽極側面に形成されている。したがって、繊維状ナノ突起はアーク流の方が陽極よりも高温である領域においては、高温のアーク流に対して一種の防護壁として機能させることができる。
（５）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極の製造方法においては、高融点金属で構成された本体部を準備し、前記本体部の表面にヘリウムイオンを照射することにより、表面に多数の繊維状ナノ突起を形成する。したがって、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
本発明にかかる陽極１の表面拡大面を示す図である。 プラズマ照射装置１０を示す図である。
１. 第１実施形態
図１に、本発明にかかるショートアーク放電ランプの陽極１を示す。陽極１の本体はタングステンであり、その側面には、後述するプラズマ処理により、太さ数十nm、長さ1μm程度の長さの繊維状ナノ突起３が多数形成されている(図1拡大写真参照)。
陽極１について、電子ビームを用いて既知の熱負荷を与えその時の温度上昇により全放射率を計測した。その結果、黒色化したタングスタンの全放射率は通常のタングステンの４倍のほぼ1.0であった。すなわちすなわち完全黒体と同じ陽極が得られた。
また、繊維状に形成された細長いナノ突起により、実効的に、より大きな表面積を得ることができた。
発明者は、表面に形成される繊維状ナノ突起については、ショートアーク水銀ランプの陽極に採用した場合、以下のような効果も期待できると考えた。
陽極表面の表面粗さが小さいので、陽極に採用した場合、陽極表面のアーク流は速くなる。したがって、アーク流よりも陽極の方が高温である領域においては、陽極自身の熱放射に加えて、陽極からアーク流への熱移動が効率よくなり、陽極表面の冷却効果がさらに増大する。
また、繊維状ナノ突起は、従来の陽極表面よりも表面形態が繊細である。したがって、繊維状ナノ突起はアーク流の方が陽極よりも高温である領域においては、高温のアーク流に対して一種の防護壁として機能する。
これらは、特に、陽極アップで設置するショートアーク水銀ランプにおいて有意義である。
陽極１の製造方法について簡単に説明する。本実施形態においては、図２に示すようなプラズマ照射装置１０を採用した。
プラズマ照射装置１０は、熱陰極 １１（LaB6） と銅陽極１２の間でガス放電が行われ、10+18m-3を超える高密度のプラズマを発生させる。動作ガスは、ヘリウム(He)である。プラズマ照射装置１０は、ヘリウムをプラズマ化し、ヘリウムイオンを陽極表面に照射することより、陽極１の表面に繊維状ナノ突起を形成する。
繊維状ナノ突起が陽極表面にむらなく形成されるように、一定時間（例えば１時間程度）プラズマを照射すると、陽極の面を変更するようにすればよい。
本実施形態においては、電子密度が1018m-3、電子温度が5eV程度、入射イオンエネルギーを数十eV、照射温度を1000〜2000Kとした。これにより、ヘリウムバブルの自己成長が生じ、表面に1μm程度の長さの繊維状ナノ突起が形成される。形成のためのヘリウムイオン照射量は1025 個/m2 程度であり、タングステンの表面方位にはよらない。
なお、ヘリウムプラズマ照射の条件は、これに限定されるわけではない。
また、ヘリウムプラズマ照射以外で繊維状ナノ突起を形成するようにしてもよい。
２．他の実施形態
上記実施形態においては、陽極１の側面の全面に繊維状ナノ突起を形成したが、先端部近傍だけ、または陽極の先端部を除く陽極側面に形成するようにしてもよい。
また、放電ランプの陽極に適用した場合について説明したが、陰極にも適用することも可能である。
１・・・・・・陽極
３・・・・・・繊維状ナノ突起

Claims (5)

  1. 高融点金属で構成された本体部、
    前記本体部の表面に設けられた多数の繊維状ナノ突起、
    を備えたショートアーク放電ランプ用の陽極。
  2. 請求項１のショートアーク放電ランプ用の陽極において、
    前記高融点金属はタングステンであること、
    を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
  3. 請求項１または２のショートアーク放電ランプ用の陽極において、
    前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部近傍の側面に形成されていること、
    を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
  4. 請求項１または２のショートアーク放電ランプ用の陽極において、
    前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部を除く陽極側面に形成されていること、
    を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
  5. 高融点金属で構成された本体部を準備し、
    前記本体部の表面にヘリウムイオンを照射することにより、表面に多数の繊維状ナノ突起を形成すること、
    を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極の製造方法。
JP2015041512A 2015-03-03 2015-03-03 ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法 Active JP6487720B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015041512A JP6487720B2 (ja) 2015-03-03 2015-03-03 ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015041512A JP6487720B2 (ja) 2015-03-03 2015-03-03 ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016162639A true JP2016162639A (ja) 2016-09-05
JP6487720B2 JP6487720B2 (ja) 2019-03-20

Family

ID=56845312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015041512A Active JP6487720B2 (ja) 2015-03-03 2015-03-03 ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6487720B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06243836A (ja) * 1992-12-31 1994-09-02 Samsung Display Devices Co Ltd 放電ランプ及びその製造方法
JPH09231946A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ
JP2002522881A (ja) * 1998-08-06 2002-07-23 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユア エレクトリツシエ グリユーランペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング 長寿命を有する高圧放電ランプ用電極
JP2013004397A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ
JP2014036187A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Stanley Electric Co Ltd 放熱構造及びこの放熱構造が設けられた発熱素子装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06243836A (ja) * 1992-12-31 1994-09-02 Samsung Display Devices Co Ltd 放電ランプ及びその製造方法
JPH09231946A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ
JP2002522881A (ja) * 1998-08-06 2002-07-23 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユア エレクトリツシエ グリユーランペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング 長寿命を有する高圧放電ランプ用電極
JP2013004397A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ
JP2014036187A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Stanley Electric Co Ltd 放熱構造及びこの放熱構造が設けられた発熱素子装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6487720B2 (ja) 2019-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McKenna et al. Effects of front surface plasma expansion on proton acceleration in ultraintense laser irradiation of foil targets
Kajita et al. Prompt ignition of a unipolar arc on helium irradiated tungsten
JP4993478B2 (ja) 放電ランプ及びその電極の製造方法
JP2016136499A (ja) 中性子発生用ターゲット、中性子発生装置、中性子発生用ターゲットの製造方法及び中性子発生方法
CN103874312A (zh) 一种面向z箍缩的壳层等离子体柱产生方法及其装置
Nemchinsky et al. Atmospheric pressure arc discharge with ablating graphite anode
Ivanov et al. Enhanced relativistic laser–plasma coupling utilizing laser-induced micromodified target
JP6487720B2 (ja) ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法
Bowes et al. Visualization of a pseudospark-sourced electron beam
Beilis Modeling of the plasma produced by moderate energy laser beam interaction with metallic targets: Physics of the phenomena
TW201737285A (zh) 間接加熱式陰極離子源與用於離子源室內的斥拒極
JP5363174B2 (ja) ショートアーク型放電灯
JP2009087581A (ja) 荷電変換薄膜および粒子加速器
KR102195101B1 (ko) X선관
US20110140601A1 (en) Electrode structures for discharge lamps
CN203733756U (zh) 一种x线发生器
JP2017188381A (ja) ショートアーク放電ランプ用電極
JPWO2015033239A1 (ja) 放電ランプ、放電ランプの製造方法、及び、放電ランプ用電極
US3283203A (en) X-ray tube temperature enhanced field emission cathode
JP2010153095A (ja) イオンガン
Gao et al. Numerical simulation of gas breakdown in microgaps based on PIC/MCC method
CN111500987B (zh) 一种基于金属铪沉积二氧化铪薄膜的方法
Tateno et al. Negative effect of crystallization on the mechanism of laser damage in a HfO2/SiO2 multilayer
Simonov et al. Electrons injectors with cathode diameter OF 6÷ 15 mm and new cup energy input on the wave E11 for accelerators
Yang et al. Distributed Slef-Seeding scheme for LCLSII

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6487720

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250