CN112447492A

CN112447492A - 放电灯

Info

Publication number: CN112447492A
Application number: CN202010098982.8A
Authority: CN
Inventors: 松本卓马
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-03-05
Also published as: JP2021039851A

Abstract

本发明提供一种能够抑制机械强度的下降的放电灯。放电灯具备发光管、电极心材、筒状部件及线圈。发光管具有密封部及壁厚部。密封部密封放电空间。壁厚部位于比密封部更靠放电空间侧。壁厚部的外径大于密封部的外径。电极心材被密封部支承。筒状部件保持电极心材的端部。筒状部件设置在密封部。线圈缠绕于电极心材上。壁厚部处的发光管的内表面及外表面与线圈的位于密封部侧的末端部对置。

Description

放电灯

技术领域

本发明的实施方式涉及一种放电灯。

背景技术

例如，在液晶板的接合工序、配向膜的配向工序、UV(ultraviolet/紫外线固化型)油墨或UV涂料等印刷材料的固化工序等中，为了利用紫外线产生光化学反应，使用长弧型放电灯作为发出紫外线的光源。

这种长弧型紫外线灯包括：在发光管的两端部设置有电极并且在发光管的内部封入有例如惰性气体及水银的水银灯、除了水银之外还密封有其他金属及卤族元素等的金属卤化物灯。

专利文献1：日本特开2012-160330号公报

然而，在长弧型放电灯中，点灯开始时，有时从电极的线圈产生电弧放电(以下称为放电)。此时，若从线圈产生的放电与发光管的内表面接触(干涉)导致发光管产生过热，则会导致机械强度的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制机械强度的下降的放电灯。

实施方式的放电灯具备发光管、电极心材、筒状部件及线圈。发光管具有密封部及壁厚部。密封部密封放电空间。壁厚部位于比密封部更靠放电空间侧。壁厚部的外径大于密封部的外径。电极心材被密封部支承。筒状部件保持电极心材的端部。筒状部件设置在密封部。线圈缠绕于电极心材上。壁厚部处的发光管的内表面及外表面与线圈的位于密封部侧的末端部对置。

根据本发明，提供一种能够抑制机械强度的下降的放电灯。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的放电灯的示意图。

图2是表示实施方式所涉及的放电灯中的密封部附近的剖视图。

图3是表示实施方式所涉及的放电灯中的壁厚部附近的剖视图。

图4是表示内外径比与破损产生率之间的关系的图。

图中：1-紫外线照射装置，5-放电灯，6-发光管，7-电极，8-电极心材，11-密封部，16-放电空间，20-壁厚部。

具体实施方式

以下说明的实施方式所涉及的放电灯5具备：发光管6、电极心材8、筒状部件(保持管15)、及线圈9。发光管6具有密封部11及壁厚部20。密封部11密封放电空间16。壁厚部20位于比密封部11更靠放电空间16侧。壁厚部20的外径大于密封部11的外径。电极心材8被密封部11支承。筒状部件(保持管15)保持电极心材8的端部。筒状部件(保持管15)设置于密封部11。线圈9缠绕于电极心材8上。壁厚部20处的发光管6的内表面6b及外表面6a与线圈9中的位于密封部11侧的末端部9a对置。

并且，在以下说明的实施方式所涉及的放电灯5中，壁厚部20的外径D1与壁厚部20的内径D2之比(内外径比D1/D2)为181％以上且251％以下。

并且，在以下说明的实施方式所涉及的放电灯5中，内外径比D1/D2为194％以上且221％以下。

以下，参照附图对实施方式所涉及的放电灯进行说明。另外，以下实施方式仅为一例，其并不用于限定本发明。并且，在各附图中，对相同的结构标注相同的符号并适当省略重复说明。

(实施方式)

以下，参照附图对实施方式所涉及的放电灯进行说明。图1是表示实施方式所涉及的放电灯的示意图。如图1所示，实施方式的放电灯5例如安装于紫外线照射装置1所具备的安装部3，并且用于向被照射体照射紫外线。安装部3具有用于保持放电灯5的一对保持部件4，一对保持部件4保持放电灯5所具有的后述的一对灯头部件13。

(放电灯的结构)

本实施方式所涉及的放电灯5为长弧型水银灯或长弧型金属卤化物灯等长弧形放电灯，即所谓的高强度气体放电灯(HID：High Intensity Discharge lamp)。如图1所示，放电灯5具备发光管6、灯头部件13及连接线14。

发光管6由具有透光性的石英玻璃形成为圆筒状，在其内部具有放电空间16。在放电空间16的内部例如封入有氩气等的惰性气体、蒸气压较高的水银，除此之外还封入有包含铁、锡、碘等的金属卤化物。

如图1所示，在发光管6的放电空间16的两端设有一对电极7。在放电空间16的内部例如封入有氩气等惰性气体、蒸气压较高的水银，除此之外还封入有包含铁、锡、碘等的金属卤化物。发光管6例如形成为如下：电极间距离为1600mm、放电灯5的总长度为1740mm、放电空间16的内径为φ22mm左右、放电空间16的外径为φ25.0mm左右、发光管6的壁厚为1.5mm左右。作为封入于放电空间16中的金属的一例，封入有550mg的Hg、50mg的HgI₂、9mg的Fe、3mg的Sn。并且，在放电空间16内还封入有10Torr的氩气。

图2是表示实施方式所涉及的放电灯中的密封部附近的剖视图。如图2所示，电极7具有电极心材8及线圈9。电极心材8的一端部侧朝向放电空间16侧，电极心材8的一端部设置于放电空间16内。电极心材8的另一端部通过焊接与金属箔10接合。线圈9缠绕于电极心材8的一端部的外周面上，线圈9整体配置在放电空间16内。电极心材8及线圈9由以镀钍钨为主要成分的金属材料制成。作为电极心材8，使用轴径为φ1.5mm至φ3.0mm左右的电极心材8。若电极心材8的轴径小于φ1.5mm，则长时间点亮放电灯时电极心材8会磨损严重，因而不优选。

如图2所示，电极心材8的另一端部被筒状部件(保持管15)保持。保持管15例如由石英玻璃形成为圆筒状。在保持管15的内周部保持有电极心材8的金属箔10侧的另一端部。保持管15例如形成为如下：外径为φ6mm、内径为φ2.1mm、长度为6.5mm。在本实施方式中，轴径为φ1.9mm、长度为20mm的电极心材8保持于保持管15。并且，线圈9以使包括电极心材8在内的外径成为4.6mm左右的方式紧密地缠绕在电极心材8上。

如图1及图2所示，在发光管6的两端部形成有密封放电空间16的密封部11。密封部11是使发光管6的两端部热收缩(缩径)从而进行密封的(即，通过所谓的收缩密封形成的)圆柱形的收缩密封部。密封部11与保持电极心材8的保持管15融合。在密封部11被密封的状态下，电极心材8以并未与保持管15完全融合的方式被固定。并且，如图2所示，密封部11在与放电空间16相邻的位置上具有用于密封保持管15的外周侧的筒状部11A，筒状部11A例如形成为如下：外径为φ11.5mm左右、内径为φ6.9mm左右。

并且，发光管6具有位于比密封部11更靠放电空间16侧的壁厚部20。如图2所示，壁厚部20的外径大于密封部11的外径。另外，关于本实施方式的主要部分(即，壁厚部20)的位置及形状，将在后面叙述。

如图2所示，在密封部11的内部埋入有金属箔10，在密封部11的内部密封有保持电极心材8的另一端部的保持管15、金属箔10及引线(导线)12的一端部。金属箔10例如由钼形成为长度为38mm左右、宽度为4mm左右的矩形。并且，在金属箔10的另一端部，通过焊接而接合有引线12的一端部的外周面。

并且，与金属箔10接合的引线12的另一端部从密封部11引出。并且，如图1所示，密封部11的外周部设置有圆筒状的灯头部件13。灯头部件13通过粘接剂接合在发光管6的密封部11上。

连接线14配置在发光管6的外部，其一端部与从密封部11引出的引线12的另一端部连接。连接线14的一端部与引线12的另一端部例如经由连接部(未图示)相连接，该连接部例如是通过焊接而形成的。而且，在放电灯5安装于紫外线照射装置1的安装部3的情况下，由设置于安装部3的一对保持部件4保持灯头部件13，连接线14连接于电源部(未图示)。另外，从电源部供给至放电灯5的电压设为1900V，电流设为13.7A左右(输入功率：26kW)。并且，在上述恒功率控制之前的启动时，电流设定为17A，起动脉冲电压设为9kV。

(壁厚部的位置及形状)

接着，对壁厚部20的位置及形状进行说明。如图2所示，若从线圈9产生的放电与发光管6的内表面6b干涉，则与放电接触的内表面6b处及其附近的发光管6会产生过热，可能会生成方英石或发光管6熔化。若生成方英石或发光管6产生熔化，则发光管6的机械强度会下降，有时可能会导致发光管6破损。

对此，在实施方式所涉及的放电灯5中，在与从线圈9放出的放电容易接触的发光管6的内表面6b相对应的部分，设置有壁厚部20。即，壁厚部20设置在发光管6的内表面6b与线圈9的位于密封部11侧的端部的末端部9a对置的位置上。因此，即使在发光管6的一部分上生成方英石或者产生熔化，也能够抑制机械强度的下降。

壁厚部20设置在发光管6的内表面6b及外表面6a与线圈9中的位于密封部11侧的末端的末端部9a对置的位置上。另外，这里所说的“壁厚部20设置在发光管6的内表面6b及外表面6a与线圈9中的位于密封部11侧的末端的末端部9a对置的位置上”不只限于线圈9的末端部9a位于与壁厚部20处的发光管6的内表面6b及外表面6a完全对置的位置上的情况，还允许存在些许偏位。例如，壁厚部20与线圈9的末端部9a允许错开2～3mm。

壁厚部20例如形成于对放电灯5进行成型时热收缩(缩径)的发光管6的两端部与构成密封部11的收缩密封部之间的接合部或其附近。但是，壁厚部20的形成方法不只限于此，可以通过任意方法形成。

图3是表示实施方式所涉及的放电灯中的壁厚部附近的剖视图。图4是表示内外径比与破损产生率之间的关系的图。

在图4中，“内外径比”是指：图3所示的壁厚部20的外径D1与壁厚部的内径D2之比(D1/D2)。在此，壁厚部的内径D2优选为4mm以上且10mm以下。若壁厚部的内径D2小于4mm，则发光管6的内表面6b与线圈9的末端部9a会过于物理接近，因而不优选。另一方面，若壁厚部的内径D2大于10mm，则在形成发光管6的密封部11时，使其与保持管15的融合相配合地热收缩时，加热时间会变长，会导致生产率下降，因而不优选。因此，壁厚部的内径D2优选为4mm以上且10mm以下。并且，“破损产生率”是指：针对内外径比(D1/D2)相同的三十根放电灯5，重复了1000次的放电灯5的起动之后，用肉眼观察发光管6时确认到的发光管6破损的比率。

如图4所示，在内外径比(D1/D2)为180％以下且261％以上时，破损产生率[％]与不具有壁厚部20时(内外径比(D1/D2)＝168％)的破损产生率[％]相同，未能得到充分的机械强度。另一方面，在内外径比(D1/D2)为181％以上且251％以下时，与不具有壁厚部20时相比，破损产生率[％]下降，机械强度的下降得到了抑制。尤其，在内外径比(D1/D2)为194％以上且221％以下时，破损产生率[％]成为了零，能够充分抑制机械强度的下降。

如上所述，实施方式所涉及的放电灯5具备发光管6、电极心材8、筒状部件(保持管15)及线圈9。发光管6具有密封部11及壁厚部20。密封部11密封放电空间16。壁厚部20位于比密封部11更靠放电空间16侧。壁厚部20的外径大于密封部11的外径。电极心材8被密封部11支承。筒状部件(保持管15)保持电极心材8的端部。筒状部件(保持管15)设置在密封部11。线圈9缠绕于电极心材8上。壁厚部20处的发光管6的内表面6b及外表面6a与线圈9中的位于密封部11侧的末端部9a对置。由此，能够抑制机械强度的下降。

并且，在实施方式所涉及的放电灯5中，壁厚部20的外径D1与壁厚部20的内径D2之比(内外径比D1/D2)为181％以上且251％以下。由此，能够使壁厚部20具有适当的厚度，从而能够抑制机械强度的下降。

并且，在实施方式所涉及的放电灯5中，内外径比D1/D2为194％以上且221％以下。由此，能够使壁厚部20具有更加适当的厚度，从而能够进一步抑制机械强度的下降。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，实施方式只是举例说明，并没有限定本发明范围的意图。实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本发明宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。实施方式或其变形均属于本发明的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。

Claims

1.一种放电灯，其特征在于，具备：

发光管，其具有密封部及壁厚部，所述密封部密封放电空间，所述壁厚部位于比所述密封部更靠所述放电空间侧，并且所述壁厚部的外径大于所述密封部的外径；

电极心材，被所述密封部支承；

筒状部件，保持所述电极心材的端部且设置在所述密封部；及

线圈，缠绕于所述电极心材上，

所述壁厚部处的所述发光管的内表面及外表面与所述线圈的位于密封部侧的末端部对置。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述壁厚部的外径D1与所述壁厚部的内径D2之比即内外径比D1/D2为181％以上且251％以下。

3.根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于，

所述内外径比D1/D2为194％以上且221％以下。