CN101325145A - 紫外线放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紫外线放电灯，通过挡风部件防止管端部的过冷却，并且能够切实地冷却密封部，并且密封部的热容量不会比以往大，不是将挡风部件固定在密封部，而是固定在基座上，将管端部保温，并且在挡风部件的与密封部相当的位置上，在冷却风进来的方向和冷却风被排出的方向上设置贯通孔，确保用于冷却密封部的冷却风的通风路径。

Description

紫外线放电灯

技术领域

本发明涉及一种放射紫外线的放电灯。

背景技术

在各个领域中均广泛利用放射紫外线的放电灯，对树脂、粘结剂、涂料、墨水、光敏电阻等照射紫外线，进行硬化、干燥、熔融或者软化等各种处理。

图5是表示用于上述目的的以往的棒状的紫外线放电灯的结构的一例的图。

如该图所示，紫外线放电灯大致由被称为封闭体的玻璃(石英)管内设有一对电极1a的管主体部分和埋设有用于连接管内部的电极1a和外部的电极(导线)5的金属箔(例如钼箔)1c的密封部C构成。

密封部C由加热封闭体的石英以与金属箔之间不存在空间(间隙)的方式密封而构成。

并且，在封闭体内，以水银为首的一种或多种金属被封入。

在密封部C的两端(灯的长边方向的两外侧)上安装有陶瓷制或金属制的基座1b，从该基座1b通过外部电极(导线5)向电极1a通电。

并且，将灯安装到光照射器时，设在光照射器上的灯保持部件保持该基座1b的部分。

管主体部分由电极1a之间的封闭体发光部A、以及管径逐渐变细、连接封闭体发光部A和密封部C的管端部B构成。

在本申请中，所谓管端部B是指，从电极1a的前端部分开始，到密封部C的、密封石英构成的金属箔1c的部分的电极1a侧前端为止的区域。如上所述，密封部C是金属箔被石英密封的部分、内部不存在空间的部分。与此相对，管端部B是指封闭体发光部A和密封部C之间的存在空间的部分。

点灯时，一对电极1a之间发生放电，封入在管内的以水银为首的金属蒸发，该金属特有的光谱发光。此时，封闭体发光部A变为发光区域，管端部B变为非发光区域。

这种紫外线放电灯，举个例子来说，额定为18kW，电极1a间距离大约为1100mm，在内容积大约为400cm³的封闭体内封入有铁、碘化汞、水银等，放射波长为220nm～400nm的光。例如专利文献1中公开了这种封入了包含多种金属的气体的棒状的紫外线放电灯。

图6是表示利用上述以往的棒状的紫外线放电灯的光照射器的结构的一例的图，该图是从垂直于灯的长边方向的方向观察的剖视图。

1为灯，2为被称为灯壳的灯具，2a为截面为椭圆状的喇叭状的反射镜，2b为风洞，2c为间隔壁，2d为冷却风的吸入孔，3为吸引扇，4为风道。

如该图所示，光照射器具有灯1以及收纳该灯1的灯壳2，用于将冷却风取入内部的吸引扇3通过风道4安装在灯壳2上。

通过吸引扇3工作，冷却风从外部吸引到灯壳2内，冷却风与棒状的灯1的长边方向垂直地流过，冷却灯1及反射镜2a。冷却了灯1及反射镜2a的冷却风从设在间隔壁2c上的空气的吸入孔2d吸入到风洞2b，从风道4排出。

灯1配置在截面为椭圆形的喇叭状的反射镜2a的第一焦点，从上述灯1放射的紫外线被聚光并照射在配置在上述反射镜2a的第2焦点附近的被照射体W上。

返回图5，在紫外线放电灯中，灯点灯时的封闭体发光部A以及管端部B和密封部C的最佳温度各不相同。各部的最佳温度如该图所示，封闭体发光部A及管端部B为550℃～900℃。

另一方面，密封部C优选温度尽量低，被确定了上限的温度。根据灯的种类(封入物或功率不同)的不同，上限温度不同，大致为300℃～400℃以下。

为了缩短处理时间，灯的输入有变大的倾向，在上述示例的输入大的灯的情况下，点灯时，由于自身产生的热，温度变高。因此，为了使上述各部分别成为适当的温度，需要冷却灯。

例如，封闭体发光部A及管端部B的温度达到900℃以上时，作为管的材料的石英再结晶化而白浊(失透)，来自封闭体发光部A的光的透光率变低，有时会产生照度降低或灯变形。

并且，密封部C在金属(钼)箔和外部的电极(导线)5连接的部分的温度超过上限(300℃～400℃)时，钼箔1c与外部气体接触的部分氧化，发生由于箔断开而导致灯不点灯的问题。因此，需要向封闭体发光部A或密封部C施加足够量的冷却风。

另一方面，冷却风过多，封闭体发光部A或管端部B的温度变为550℃以下时，管内蒸发的水银或其他金属会吸附到温度变低的部分并集中，封闭体发光部A的金属成分的比例发生变化。

因此，发光光谱的分布(发光分光分布)时而为正常点灯的情况，时而发生灯熄灭。这种现象被称为过冷却。

因此，灯点灯时，需要调整冷却风量，使灯的上述各部分的温度适当。

但是，为了使封闭体发光部A的温度保持在900℃以下，并且密封部C保持在上限(300℃～400℃)以下而调整冷却风量时，容易使位于二者之间的管端部B的温度变为550℃以下，特别是电极1a与钼箔1c接合的附近的温度变低，金属进入并滞留在电极1a的后端与密封部C的前端(由石英封固的部分的电极侧前端)之间的微小的空隙中，存在造成过冷却的原因的问题。

因此，为了防止该问题，在专利文献2中，公开了在紫外线灯的管端部设置挡风部件D。

专利文献1：专利公报第2895340号

专利文献2：日本特开2005-11740公报

根据专利文献2的记载，设在紫外线放电灯上的挡风部件D固定在密封部C的封闭体上并被其支撑。

但是，将挡风部件D固定在密封部C上时，与以往相比，密封部C的热容量变大，适当地冷却密封部C的冷却条件发生了变化。

因此，将挡风部件D安装到密封部C上时，需要通过再次实验求出适当的冷却条件、例如冷却风的风量或风速，重新进行设定。

发明内容

本发明考虑到上述问题点，本发明的目的在于提供一种紫外线放电灯，通过挡风部件防止管端部的过冷却，并能切实地冷却密封部，并与以往相比不会增大密封部的热容量。

为了解决上述问题，在本发明中，挡风部件并未固定在密封部上，而是固定在基座上。

但是，将挡风部件固定在基座上时，冷却风并非直接吹到密封部上，在挡风部件的相当于密封部的位置上形成两处通风口，确保用于冷却密封部的冷却风的通风路径。

另外，为了有效进行密封部的金属箔的冷却，优选构成为连接两处通风口的方向和金属箔的平面平行。

发明效果

在本发明中，由于挡风部件固定在基座上，因此密封部的热容量与以往相比不变化。

因此，不需要再次重新求出灯的冷却条件，能够以与以往相同的冷却条件冷却灯，能够防止管端部的过冷却。

除此之外，在挡风部件的与密封部相当的位置上设有通风口，形成通风路径，因此能够适当地冷却密封部。

并且，连接两处通风口的方向与密封部的金属箔的平面平行，从而能够有效冷却金属箔，防止与外部气体接触的部分的氧化。

附图说明

图1是表示本发明的紫外线放电灯的结构的图。

图2是本发明的紫外线放电灯的管端部附近的放大图。

图3是表示利用本发明的紫外线放电灯的光照射器的结构的图。

图4是表示紫外线放电灯的各部的测定温度的图。

图5是表示以往的紫外线放电灯的结构的图。

图6是表示利用以往的紫外线放电灯的光照射器的结构的一例的图。

具体实施方式

图1(a)是表示本发明的紫外线放电灯的结构的图。对于灯的冷却风如该图所示，从下侧向着上侧垂直于灯的长边方向地提供。

紫外线灯1的两侧设有覆盖管端部B的圆筒状的挡风部件D。

图1(c)是挡风部件D的透视图，挡风部件D与封闭体发光部A同轴，与灯的长边方向成直角的方向的截面为圆形。

挡风部件D为厚度约为2mm、与灯1的封闭体相同材质的玻璃，另一方面通过陶瓷类的粘结剂S固定在基座1b上。

另一方面，挡风部件D的封闭体发光部A侧相对于封闭体具有1mm左右的间隙d地开放。挡风部件D和封闭体之间具有间隙d是因为，挡风部件D与封闭体接触时，存在接触的部分的温度降低，使发光条件不同的可能性。

并且，在挡风部件D的相当于密封部C的部分上，与冷却风相对一侧及其相反侧上形成作为贯通孔的通风口61、62。

即，形成在与冷却风相对一侧的贯通孔是冷却风进入用的通风口(冷却风进入口)61，并且形成在其相反侧的贯通孔是冷却风排出用的通风口(冷却风排出口)62，对于密封部C确保了冷却风的通风路径，能够切实地冷却密封部C。

另外，挡风部件D的冷却风排出用的通风口62如图1(b)所示，也可以是槽(窄缝)状。

图2是本发明的紫外线灯的管端部B附近的放大图，图2(a)是从冷却风进入口61侧观察的剖视图，图2(b)是沿着连接冷却风进入口61和冷却风排出口62的方向的剖视图。另外，在该图中，为了防止图面繁杂，用虚线表示基座1b。

如该图所示，电极1a由两片钼箔1c夹着而接合。另外，在额定功率大的灯的情况下，电极1a粗且重，因此在管端部B，有时由被称为加强筋(bead)的部件支撑，但在该图中省略了该加强筋部件进行表示。

另一方面，两片钼箔1c在密封部C中，在两箔之间夹着玻璃部件11，从两侧不残留空间地密封，露出到灯的外部。

并且，露出到其外部的两片钼箔1c与外部电极(导线)5接合。该钼箔1c与外部电极(导线)5的接合部分由基座1b覆盖，导线5从基座1b的侧面露出到外部。

另外，在本实施例中表示了使用两片钼箔1c的结构，也可以使用一片钼箔。

灯通过电极1a的前端间的放电而发光，因此为了不妨碍放射的光，优选挡风部件D不会比电极1a前端靠内侧(发光部侧)。

另一方面，比电极1a前端靠外侧(非发光部侧)的管端部B不产生放电，因此温度容易变低，需要设置挡风部件D。

尤其是如上所述，电极1a与钼箔1c接合的附近，将棒状的电极与平面状的钼箔接合，因此在结构上容易产生空间(间隙)。因此，如图2(a)所示，在电极1a的后端和密封部C的前端(由石英封固的部分的电极侧前端)之间形成有小的空间(间隙)12。

并且，该间隙12由于远离封闭体发光部A而温度容易变低，封闭体内的金属容易变冷而滞留。另外，一旦进入该间隙的金属不会有温度上升，因此难以再蒸发。

因此，挡风部件D形成为，切实地将电极1a与钼箔1c接合的附近，即电极1a的后端与密封部C的前端(由石英封固的部分的电极侧前端)之间的间隙12挡风，并保温。

并且，为了向密封部C提供冷却风而在挡风部件D上形成的冷却风进入口61和冷却风排出口62设在从密封部C的钼箔1c的电极1a侧端到挡风部件D与基座1b粘结的部分为止之间。

其中，冷却风进入口61开口到将近密封部C的前端(由石英封固的部分的电极侧前端)时，可以想到冷却风会吹到位于上述想要切实地保温的电极1a的后端和密封部C的前端之间的间隙12。

因此，冷却风进入口61为了使冷却风不吹向间隙12(为了不使间隙12的温度下降)，从密封部C的中途向着基座1b侧形成。

并且，连接冷却风进入口61和冷却风排出口62的方向与钼箔的平面构成为二者平行。由1片钼箔1c构成的灯也同样。通过这种构成，冷却风沿着钼箔1c的平面流动，想要尽量降低温度的钼箔1c能够被有效冷却。

另外，冷却风进入口61和冷却风排出口62并不需要是相同大小的形状。

如上所述，冷却风进入口61必须将其大小或形状设计成冷却风不会吹到电极1a和钼箔1c的接合部附近。

并且，冷却风排出口62的开口也可以为了不妨碍冷却风的流动而设计成比冷却风进入口61大。

并且，其形状如上所述，可以不是贯通孔，而是从封闭体发光部A向着基座1b形成的槽(窄缝)状的开口。

挡风部件D的材质可以使用与放电灯的封闭体相同材质的玻璃，但优选为绝缘性。

在挡风部件的材质为导电性时，挡风部件与灯内部的电极接近，因此灯点灯时在电极和挡风部件之间放电，电流从挡风部件向灯壳流过，会有产生接地故障(相对于大地短路)的情况。

作为可用作挡风部件的绝缘性材料，例如可以例举出陶瓷。如上所述，管端部为非发光区域，因此使用不透明材料也没有问题。

图3表示将本发明的紫外线放电灯安装到光照射器上的图。该图是从沿着灯的长度方向的方向观察的剖视图。另外，省略了导线5。

与图6同样地，1为棒状的紫外线放电灯，2为灯壳，2a为喇叭状的反射镜，2b为风洞，2c为间隔壁，2d为冷却风的吸入孔，3为吸引扇，4为风道，在灯壳2的上部，经由风道4设有吸引扇3。

通过吸引扇3工作，冷却风从外部吸引到灯壳2内，冷却风垂直于棒状的灯1的长边方向地流动，冷却灯1及反射镜2a。

冷却了灯1及反射镜2a的冷却风从设在间隔壁2c上的空气的吸入孔2d被吸入风洞2b，从风道4排出。

封闭体发光部A被冷却风吹到而被冷却，管端部B通过安装的挡风部件D不会被冷却风直接吹到，能够保温。

挡风部件D被冷却而温度降低，但由于挡风部件D与管端部B的封闭体上设有间隙，通过存在于该间隙的空气层的保温效果，管端部B的热不会传递到挡风部件D，温度不会下降。因此，能够防止管端部B过冷却。

并且，在挡风部件D的与密封部C相当的部分上形成有冷却风的通风路径，因此密封部C的冷却不会受到挡风部件D的影响，可以按照以往进行。

图4表示安装有本发明的挡风部件的情况和未安装的以往的情况下的紫外线放电灯的各部的温度。

另外，该灯如上所述，额定为18kW，电极1a间距离约为1100mm，内容积约为400cm³，封闭体内部封入有铁、碘化汞、水银等，温度测定时的输入功率为130W/cm。

温度的测定点为管端部B的直径粗的电极前端附近(粗径部)、管端部B的管径变细的部分(细径部)、电极1a与钼箔的接合部、以及密封部C的4处封闭体的表面。封闭体的表面与热电偶接合，进行温度测定。

如该图所示，未设置挡风部件D的以往的情况下，电极1a与钼箔1c的接合部的温度为477℃，为550℃以下，但通过设置挡风部件D，温度上升到629℃，能够防止金属滞留在该部分。

另一方面，密封部C的温度在设有挡风部件D时为302℃，比以往的240℃高。但是，由于实际上存在氧化可能性的是比该测定位置更远离发光部的灯的长边方向的两端的、与外部的导线接合的部分，因此可以想到比该温度低数十度，这种程度的温度的话没有问题。

Claims (2)

1.一种紫外线放电灯，为棒状，在封闭体内部具有一对电极，并封入有金属，具有：作为发光区域的封闭体发光部；通过金属箔连接上述电极和外部导线并封闭的密封部；连接上述封闭体发光部和上述密封部的管端部；以及安装在上述密封部两侧的基座，在与连接上述电极的方向垂直的方向上提供冷却风，其特征在于，

上述管端部上设有挡风部件，该挡风部件一端固定在上述基座上，并且在与上述密封部相当的位置上形成有冷却风的通风路径，与封闭体具有空隙。

2.根据权利要求1所述的紫外线放电灯，其特征在于：

上述挡风部件为筒状，

上述通风路径由形成在上述筒状的挡风部件的轴对称位置上的两处通风口构成，

连接上述两处通风口的方向和上述密封部的金属箔的平面平行地构成。

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