CN101587817A

CN101587817A - 金属卤化物灯

Info

Publication number: CN101587817A
Application number: CNA2009101269739A
Authority: CN
Inventors: 田内亮彦; 藤冈纯; 吉川和彦
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2009-11-25
Also published as: JP2009283226A; TW200952027A; TWI463523B

Abstract

本发明涉及一种金属卤化物灯，其包括：紫外线透过性材料制成的具有气密性且具有放电空间(10)的气密容器(11)，在所述气密容器内在该气密容器轴向方向相对设置的一对放电电极(121，122)。所述放电空间(10)内封入水银、碘化水银、铁、锡、氩气，以在点亮时发出紫外光。气密容器(11)的表面形成有突起(17)。即使该突起(17)与水冷冷却部接触，也能减小该接触面积，故能防止局部被极端冷却。

Description

金属卤化物灯

技术领域

本发明涉及一种用于紫外线硬化涂料的硬化或功能性高分子膜的光反应等的金属卤化物灯，进一步来说，是涉及一种能够在灯与水冷冷却部发生接触时抑制灯局部温度下降的金属卤化物灯。

背景技术

已知有日本特开平03-250549(现有技术1)中的金属卤化物灯，其是通过将金属铊或者卤化物铊与铁和水银一起封入气密性容器中，来抑制340nm以下的短波长紫外线并在365nm左右波长具有高发光强度的紫外线照射灯。

发明内容

在上述现有技术1中，为了确保灯的稳定发光需要将发光管的温度管理在600～850℃之间。如果温度为850℃以上，封入的铁就会浸入石英玻璃制成的放电容器产生黑化现象，从而使得照度降低或灯弯曲。因此，为了使得灯的温度降低，可考虑通过水冷方式进行间接冷却。为使该冷却方式的冷却效率提高，需要将灯和冷却部的间隔保持为几mm的程度。

但是，近年来随着系统的大型化，需要灯的长度尺寸也变大。在采用水冷方式的情况下，水冷冷却部和灯之间仅相距几mm，灯的长尺寸化导致灯会因温度上升而发生弯曲，灯和水冷冷却部发生接触。如果灯和水冷冷却部接触，则灯内的水银聚集在接触部分，从而蒸气压降低，随之导致灯的电压降低。结果出现了灯的亮度降低的问题。

本发明的目的在于提供一种在灯和水冷冷却部接触时能够抑制灯局部温度降低的金属卤化物灯。

附图说明

图1是涉及本发明的金属卤化物灯的一实施例的基本构造图。

图2为图1的主要部分的放大图。

图3是图1的I-I’线的横截面图。

图4是用来说明本发明的金属卤化物灯的其他实施例的相当于图3的横截面图。

图5是用来说明本发明的金属卤化物灯的另一其他实施例的相当于图2的放大图。

图6所示的三个横截面图分别是图5的IIa-IIa，IIb-IIb，IIc-IIc线的横截面图。

图7是用来说明将本发明的金属卤化物灯用于紫外线照射装置的实施例的系统构成图。

图8是图7的III-III’线横截面图。

图9是说明将本发明的金属卤化物灯用于紫外线照射装置的其他实施例的相当于图8的横截面图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1-图3是对本发明的金属卤化物灯的一实施例进行说明的附图，其中图1为基本构造图，图2为图1的主要部分的放大图，图3是图1的I-I’线横截面图。

在图1中，在由具有紫外线透过性的石英玻璃制成的、形成有放电空间的放电容器11的长度方向两端的内部，配置有例如钨制的电极121，122。放电容器11由例如外径Φ为27.5mm，厚度m为1.5mm，发光长度L为2000mm的一重管构成。

电极121，122分别通过内导线131，132与金属箔141，142的一端焊接。金属箔141，142的另一端与未图示的外导线的一端焊接。金属箔141，142的局部通过对从放电容器11的内导线131，132到外导线的一端为止的放电容器11加热来进行密封。

金属箔141，142只要是与形成放电容器11的石英玻璃的热膨胀率相近的材料什么都可以，作为满足该条件之一例，例如使用钼。在一端分别与金属箔141，142连接的外导线上，例如在陶瓷制的管座151，152的内部电气连接供电用导线161，162，对该供电用导线161，162进行绝缘密封，并将其与未图示的电源电路连接。

放电容器11中封入有维持电弧放电用的稀有气体即氩气、以及水银、碘化(ョゥ化)水银、和使紫外光发光用的金属即铁、锡等中至少一种、和卤素。

如图2，3所示，在电极121和122之间的放电容器的外表面，一体形成有顶端为尖塔状或是圆弧形状的突起17。

可在放电容器11的周面上形成至少一个突起17，图4为本发明的金属卤化物灯的其他实施例的与图3相当的横截面图。在该实施例中，在放电容器11的圆周方向上形成有多个突起17。

又，在形成多个突起17的情况下，不必位于同一圆周上。图5，图6说明的是本发明的金属卤素灯的另一个实施例，图5是相当于图2的放大图，图6所示的三个横截面图分别为图5的IIa-IIa，IIb-IIb，IIc-IIc线的横截面图。在该实施例中，从同一圆周开始多个突起17的位置在放电容器11的长度方向上错开。

进一步的，突起17在放电容器11的长度方向上至少形成一处。在形成有多处的情况下，在轴向即使不在同一线也可以。

为了与用于将稀有气体等封入物封入放电容器11中的也被称为突出端(チップ)的排气管痕进行区别，所设置的突起17距离放电容器11的外周面的高度比排气管痕要高。又，由于利用的是放电容器11的密封部分，因此排气管痕不是必要的，即使没有也没关系。

突起17的高度由于由灯与水冷冷却机构的位置关系决定，因此没有特别的限制，但是考虑到不与冷却机构接触，不对其他特性产生影响，故而较理想的是1～3mm左右。

此处，对电极121，122提供灯电压2300V，灯电流10.3A，电位倾度11.5V/cm，可产生在365nm波长附近有高发光强度的紫外线。此时，水银封入量为0.9mg/cc，碘化水银的封入量为0.08mg/cc，铁为0.01mg/cc，锡为0.005mg/cc。

图7，图8是显示将图1所示的金属卤化物灯100应用于具有水冷式冷却机构的紫外线照射装置时的实施例。图7为系统的构成图，图8为图7的III-III’线的横截面图。

紫外线照射装置具有金属卤化物灯100和水冷单元200。金属卤化物灯100和水冷单元200通过安装在金属卤化物灯100的管座151，152上的间隔部41a，41b被相隔规定间隔地定位。

水冷单元200由圆筒状的石英玻璃等透明材料构成，具有内管21和安装在其外侧的外管22，形成为两重管结构。金属卤化物灯100内包在内管21中。

水冷单元200通过设置在外周端部的连接管23a，23b从外部循环水等冷却液24。冷却液24如图8所示，以低温状态从连接管23a进入，冷却金属卤化物灯100后从连接管23b以被加温的状态输出。被加温后排出的冷却液在冷却后再次进入连接管23a。

在外管22的外表面，根据需要镀着含有金属氧化物的金属氧化物膜。该金属氧化物由TiO₂，CeO₂，ZnO₂，SnO₂，ZrO₂中的至少一种构成。

对金属氧化物膜进行成分调整以便吸收金属卤化物灯100放射出的紫外线光中300nm以下波长成分。

于是，一旦从金属卤化物灯100放射光，则镀着在外管22外表面上的金属氧化物膜吸收300nm以下波长成分。因此，有利于树脂硬化的300-430nm波长区域的紫外线可透过水冷单元200照射在树脂等被照射物上。

然而，考虑到冷却单元200的内管21的直径为32mm，外管22的直径为36mm，金属卤化物灯100在水冷单元200被施予恒定功率的情况。水冷单元200的内管21和金属卤化物灯100的距离考虑到水冷单元200的冷却效率的话顶多为2～3mm的程度。

发光长度为2000mm左右的长尺寸金属卤化物灯100和水冷单元200之间的间隔仅为2.25mm左右，此时，即使设置时安装为金属卤化物灯100相对水冷单元200为非接触状态，金属卤化物灯100也会由于所受的热压力等原因的长时间累积而发生弯曲。这样，由于灯内的水银集中在接触部分，导致蒸气压下降，灯电压也随之下降。

此时，即使金属卤化物灯100弯曲与水冷单元200接触，与水冷单元接触的只是形成在金属卤化物灯100上的突起17，因此，可以减轻对放电容器11的局部冷却。

基于设置突起17而得到的实验值，即使对于长度超过2000mm的金属卤化物灯100，也能防止点亮时的热造成突起17变形的情况下金属卤化物灯100与水冷单元200的内管21紧密接触，从而可以确保当初设计的的电气特性。

由于突起17的顶端形成为尖塔状或是圆弧形状，即使在和水冷单元200接触的情况下，可尽可能的减少与水冷单元200的内管21的接触面积。因此，可抑制放电容器11的特定部分的温度降低。

这样，即便是使用于水冷方式的冷却单元的情况下，也能使用长尺寸的金属卤化物灯。

图9是以与图8相当的横截面图，其说明的是在放电容器11的周面方向形成有多个图5、图6所示的突起17时的金属卤化物灯100适用于具有水冷式冷却机构的紫外线照射装置时的另一实施例。

此时，与放电容器11的弯曲方向无关，可以使得放电容器11的突起17与冷却单元200可靠地接触。

又，通过在放电容器11的长度向设置多个突起17，与放电容器11的长度向方向的弯曲位置无关，可以使得放电容器11的突起17与冷却单元200可靠地接触。

Claims

1.一种金属卤化物灯，其特征在于，包括：

由紫外线透过性材料制成的具有气密性且具有放电空间的气密容器；

在所述气密容器内在该气密容器轴向方向相对设置的一对放电电极；

由维持在所述放电空间内电弧放电的状态所需的足量的稀有气体、水银、卤化金属所构成的封入物；

一体形成在所述气密容器长度方向中央部的突起。

2.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于，在形成有用来将所述封入物导入所述气密容器内的管痕时，所述突起的高度比所述管痕的高度高。

3.如权利要求1或2中所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述突起设置在所述气密容器长度方向的外表面的至少一处。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述突起的所述气密容器侧粗，其顶端细。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述突起的顶端为尖塔状或是圆弧形状。

6.如权利要求1～5中任意一项所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述突起在所述气密容器的周面方向形成有多个。

7.如权利要求6所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述多个突起形成在不位于轴向同一根线的位置上。

8.如权利要求1～7中任意一项所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述气密容器设置在水冷冷却单元内。

9.如权利要求1～8中任意一项所述的金属卤化物灯，其特征在于，在所述气密容器的外表面附着有TiO₂、CeO₂、ZnO₂、SnO₂、ZrO₂中的至少一种金属氧化膜。