CN1716515A - 受激准分子灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种受激准分子灯，其在外表面设置了外侧电极的放电容器内设置了内部电极，防止在从设置成在上述放电容器内覆盖内部电极的内侧管的至少一端的开放部露出的内部电极、和外侧电极之间的不期望的沿面放电。其特征在于，在放电容器内覆盖内部电极地设置的内侧管的端部，设置沿面放电防止单元，该沿面放电防止单元防止从该内侧管突出的内部电极和外侧电极之间的沿面放电。

Description

受激准分子灯
技术领域
本发明涉及夹设电介质材料而放电并进行受激准分子发光的受激准分子灯，尤其涉及在放电空间内具有内部电极的受激准分于灯。
背景技术
作为本发明的关联技术，有例如日本特开平2-7353号，在该公报中公开着一种受激准分子灯，其在放电容器中填充形成受激准分子的放电用气体，经由电介质而进行放电，由此在放电容器内的放电用气体中生成受激准分子，取出从该受激准分子放射的紫外光。
该受激准分子灯具有在现有的低压水银放电灯或高压放电灯中没有的强烈地放射单一波长的紫外光等的特征也是众所周知的。作为使用受激准分子灯的发光装置，除了上述公报以外，例如被公开于日本专利第2854255号、以及日本特开2002-168999号等中。
公开于上述日本专利第2854255号和日本特开2002-168999号中的受激准分子灯(电介质障壁放电灯)，形成在圆筒状内侧管的外侧同轴地配置有相同圆筒状外侧管的双重圆筒型结构，在外侧管外面配置有外侧电极，而在内侧管内部配置有内部电极，将形成于外侧管与内侧管之间的空间作为放电空间。
在图7中表示上述现有的受激准分子灯的概略结构。图7(a)是表示整体的横剖面图，图7(b)是表示图7(a)的A-A剖面图。
受激准分子灯60由合成石英玻璃构成，其整体形状为圆筒状。放电灯60是，外侧管61与内侧管62同轴地配置而构成双重圆筒管，并且封闭了两端，因而在外侧管61与内侧管62之间形成有放电空间S。在放电空间S中通过电介质障壁放电来形成受激准分子，并且封入有从该受激准分子放射真空紫外光的放电气体，例如氙气。
在外侧管61的外面设有一个电极、即网状外侧电极63，而在内侧管62的内部设有另一个电极、即内部电极64。
在外侧电极63与内部电极64之间，连接有未图示的交流电源，由此，在放电空间形成受激准分子而发出紫外光。放电用气体对应于发光波长而被选择，例如使用氙气时则放射波长172nm的光。
然而，在该结构的受激准分子灯中存在一下问题：(1)将所谓内侧管、外侧管的两支石英玻璃管作成双重圆筒型，因而放电容器整体变大，而且，内侧管在端部被熔融支撑，因此受到重力影响而容易受损，(2)需要在两端部接合两支石英玻璃管所用的制造工序，而该制造工序是复杂又烦杂的，(3)内侧管比可冷却的外侧管温度高，会受到热膨胀所致的大负载，尤其是，应力会集中在与外侧管的接合部而容易受损，灯愈长，其影响愈严重。
此外，并不是双重圆筒型，而是如例如日本专利3506055号所示，也存在着内部电极具有在放电空间内延设的结构的受激准分于灯。该结构是放电容器由一个圆筒体构成，而不存在相当于双重圆筒型的内侧管，因此可解决上述问题点中的几个问题。
然而，在该结构的受激准分子灯中，内部电极露出于放电空间内而电极直接作用于放电空间，因此存在以下等其他问题：(1)由电极生成的放电的空间分布容易不均匀，(2)若未注意对电极的供电极性，则会生成电弧状放电而无法有效率地生成受激准分子光，(3)若形成有电弧状放电，则该部分会烧红而烧断电极，(4)内电极金属进行溅镀，会污染放电容器的光取出部。
【专利文献1】日本特开平2-7353号
【专利文献2】日本专利第2854255号
【专利文献3】日本特开2002-168999号
【专利文献4】日本专利第3506055号
发明内容
本发明欲解决的课题是，提供一种受激准分子灯，可避免双重圆筒型受激准分子灯具有的结构复杂性，可避免内部电极直接露出于放电空间内的结构的受激准分子灯具有的放电不方便等，且具有通过端部被开放的电介质覆盖了放电空间内的内部电极的新颖的结构。
本发明的受激准分子灯，包括：封入有放电用气体的放电容器、使该放电容器的内部在长度方向上延伸并且在放电容器的端部被气密地密封的内部电极、以及配置在放电容器外面的外侧电极，其特征在于，上述内部电极的、至少在其与外侧电极之间进行放电的部位的外表面，由至少一端被开放在放电空间内且由电介质材料构成的内侧管来覆盖，该内侧管在长度方向上超越对应的外侧电极端部而延伸，在该端部具有沿面放电防止单元，该沿面放电防止单元防止在从上述内侧管所突出的内部电极与外侧电极之间的不期望的沿面放电。
而且，其特征还在于，上述沿面放电防止单元是沿面距离延长单元。
进而，其特征还在于，上述沿面放电防止单元是减少在内侧管端部附近的外表面存储的电荷的电荷减少单元。
发明的效果
本发明的受激准分子灯，在内部电极外周设有由电介质材料构成的内侧管，因而内部电极与外侧电极之间夹设着两个电介质，因此放电能够均匀地形成在放电空间。而且，与供电极性无关、不会生成电弧状放电，因此受激准分子光的生成效率较高，并且不会产生电极被烧断的不便。
此外，在内侧管端部设有沿面放电防止单元，因此防止在从上述内侧管突出的内部电极与外侧电极之间的不期望的沿面放电，能够得到内侧管内的内部电极与外侧电极之间的稳定放电。
附图说明
图1(a)和图1(b)表示本发明的实施例1。
图2是第1图的局部放大图。
图3表示实施例2。
图4表示实施例3。
图5表示实施例4。
图6(a)和图6(b)表示实施例5。
图7(a)和图7(b)表示现有例。
具体实施方式
以下使用图1至图6说明本发明的受激准分子灯的实施例。
(实施例1)
图1(a)是表示在长度方向上切剖本发明的受激准分子灯所得到的侧剖面图。图1(b)是图1(a)的横剖面图，图2是表示其主要部分A的扩大图。
受激准分子灯1具有由电介质材料、例如合成石英玻璃所构成的放电容器2，该放电容器具备整体为管状的发光部21、以及气密地密封其两端的发光部21的密封部22，在该发光部21内形成有发光空间S，并填充着放电气体。
在放电容器2的内部，线圈状内部电极3沿着放电容器2的管轴X地被配置，而在放电容器2的外表面配设有外侧电极4。内部电极3两端的内部引线6分别连接于被埋设在被夹紧密封的密封部22的金属箔7的一端，而在该金属箔7的另一端从密封部22朝外方延伸地连接有外部引线8。
在内部电极3的外周，覆盖该内部电极地设有由电介质材料所构成的内侧管5。该内侧管5在放电空间S内开放其两端，至少覆盖在内部电极3与上述外侧电极4之间进行放电的部位，而在轴向超过外侧电极4延伸着。
该内侧管5也可以由未图示的支撑体被支撑在发光部21，或者也可以同样地由未图示的支撑体被支撑在内部电极3。
如此，在形成于发光部21的内部的放电空间S中，封入有通过夹设电介质材料的放电封入作为形成受激准分子用的放电用气体、例如氙气。
此外，内部电极3表示线圈状的电极，但并不限于此，也可以为杆状、棒状。但是作为内部电极3采用线圈状电极时，对于轴向的热膨具有缓冲功能，吸收与由石英玻璃所构成的放电容器2的热膨胀差，具有可防止密封部22产生裂缝的优点。
并且，对于外侧电极4，在图示的例中，也以半圆筒体形所例示，但并不限于此，当然也可以是圆筒状透光性电极、例如网状电极等。
此外，密封部22的结构并不局限为夹紧密封，其他的箔密封、即收缩密封结构也可以，或是也可采用所谓对搭接(段继ぎ)密封。对搭接密封的优点是玻璃与电极的接合性变成良好，可更可靠地防止密封部的气体泄漏或产生裂缝。
如第2图详细表示地，在内侧管5的端部附近形成有喇叭状地逐渐扩大其径的扩径部51。该扩径部51的功能是作为沿面放电防止单元，用以增加从外侧电极4的端部一直到内部电极3的沿面距离。因此，该扩径部51超过延伸外侧电极4而被设在密封部22一侧，该设置位置或大小被选择成在外侧电极4与未覆盖于内部电极3的内侧管5的部位31之间不会产生不期望的沿面放电。
在图示的例中，沿面距离L是在发光部21的内周面中从相当于外侧电极4的端部E的位置A至相当于内侧管5的E的位置为止的距离L1、从B至扩径部51的端部C为止的沿着扩径部51的外表面的距离L2，以及从C至对于内部电极3的最短距离的位置D为止的距离L3的合计(L＝L1+L2+L3)。因此，与全长相同而与未具有扩径部的结构相比较，通过将从C至D为止的距离L3的部分相加而可伸长沿面距离。
而且，上述扩径部51并不限于图示的喇叭状，也可以是圆锥状或台阶状的扩径部，主要为与直管状相比较若为相加距离的结构，则也可以是其他结构。
在内部电极3与外侧电极4连接有未图示的高频电源，在两电极间夹设着电介质材料的放电容器2及内侧管5而产生电介质障壁放电，产生受激准分子发光。
在本发明的受激准分子灯中，内侧管5伸长至密封部22、而被埋设在密封部22并不是最理想的。若内侧管5被埋设在密封部22，则会产生与在背景技术中说明的双重圆筒型结构的受激准分子灯同样的问题。
如上所述，依照图1及图2所示的结构的受激准分子灯，扩径部成于内侧管端部为最大特征，以下说明其优点。
由如上述的理由，本发明的受激准分子灯被构成为，内侧管未被埋设密封部，且内部电极的端部附近未内侧管被覆盖而直接被曝露在放电用气体中。因此，若在外侧电极的端部与未被内部电极的内侧管覆盖的部位之间未充分地确保距离(称为沿面距离)，则在两者之间会产生不期望的沿面放电，由此，会产生失去内外电极间的放电稳定性的不便。详细地，该沿面放电可能向从内侧管所突出的内部电极、从对应于内侧管的外侧电极端部的部位产生。
为了防止此而使沿面距离充分，仅对于外侧电极增加内侧管长度时，与被内侧管覆盖的内部电极和外侧电极之间的有效放电形成部分的长度相比，会增加放电容器的全长，换言之，放电形成部分对于灯全长所占的比率较少，因此不理想。
与此相对，依照在内侧管5的端部形成扩径部51的本发明的受激准分子灯的结构，通过存在扩径部51而延伸沿面距离，因而不会过剩地缩短放电形成部分而可确保充分的沿面距离，并可可靠地防止产生不期望的沿面放电。
将图1所示的受激准分子灯1的数值例表示如下。
放电容器2的全长是(包含密封部22)220mm～2820mm，例如1620mm；发光部21的全长是100mm～2700mm，例如1500mm；外径是10mm～50mm，例如16mm；内径是8mm～48mm，例如14mm。
内部电极3的全长是190mm～2790mm，例如1590mm；外径是1mm～40mm，例如3mm；间距是0.5mm～10mm，例如2mm。
内侧管5的全长是170mm～2770mm，例如1570mm；外径是2mm～42mm，例如4mm；内径是1mm～40mm，例如3mm。扩径部51的最大外径是4mm～46mm，例如12mm。此外，外侧电极4的全长是100mm～2700mm，例如1500mm。
沿面距离L是3mm～150mm，例如80mm。
(实施例2)
图3表示其他的沿面距离延长单元，在图中，比外侧电极4端还位于外方的内侧管5的端部附近，设置由非导电性材料所构成的隔板10。该隔板10，可以将由石英玻璃或陶瓷等非导电性材料所构成的其他构件熔融于内侧管5，也可以使内侧管5本体膨胀而形成。
依照图3所示的受激准分子灯1，对沿面距离L、相当于各隔间部件10的高度H的距离与隔间部件10的个数相对应地被相加。因此，不会减少放电形成部分对于灯全长的所占比率，而使沿面距离L伸长，因此良好地可防止从外侧电极4向未被内侧管5覆盖的内部电极3的沿面放电的产生。
关于图第3所示的实施例2，表示与图1、图2的实施例1不同的部分的数值例。隔间部件10的外径7mm～47mm，例如13mm。内径是2mm～42mm，例如4mm。厚度(管轴X方向)是1mm～10mm，例如3mm。沿面距离L在设置两个隔间部件10时是3mm～150mm，例如80mm。
(实施例3)
图4～图6所示的实施例，作为沿面放电防止单元，采用减少在内侧管5的端部外表面产生的电荷量的电荷减少单元的情况。
在图4的实施例3中，将电介质11通过熔融等附加地安装于内侧管5的端部外表面。作为该附加电介质11，与内侧管5相同材料的比较理想，内侧管5为石英玻璃时，附加电介质11也是石英玻璃。这时候，内侧管5在端部附近与其他部分相比也可将其壁厚作成较厚。
通过这样，被存储在内侧管5的端部厚度部11的外表面的电荷，与内侧管5的其他部分的电荷相比较变成较少，因此，从外侧电极4的端部向内侧管5外的内部电极3的放电不容易被传递，可防止沿面放电。
(实施例4)
在图5中，该实施例4与上述实施例3基本上想法相同，该实施例的情况是，被连结于内部电极3的内部引线6延伸到内侧管5的内部的情况。在该实施例中，设于内侧管5的端部的附加电介质12被设置在内侧管5的内表面。
有关该实施例4的沿面放电防止的作用与上述实施例3同样，但只有内侧管5的外表面作成平滑化这一点不相同。
(实施例5)
图6表示实施例5，图6(a)表示侧剖面图，图6(b)表示横剖面图。
在图6中，在内侧管5的端部附近，卷绕着金属环或金属线等导电部件13，而另一端部13R向放电容器2的内壁方向伸长，也可以抵接于放电容器2。
在该实施例中，存储于内侧管5的端部外表面的电荷，经由导电部件13从另一端部13a避开至放电容器2一侧，因此，其结果，减少被存储于端部外表面的电荷。所以，防止从外侧电极4的端部向内侧管5外的内部电极3的沿面放电。

Claims (8)

1、一种受激准分子灯，包括：封入有放电用气体的放电容器、使该放电容器的内部在长度方向上延伸并且在放电容器的端部被气密地密封的内部电极、以及配置在放电容器外面的外侧电极，其特征在于，
上述内部电极的、至少在其与外侧电极之间进行放电的部位的外表面，由至少一端被开放在放电空间内且由电介质材料构成的内侧管来覆盖，
该内侧管在长度方向上超越对应的外侧电极端部而延伸，在该端部具有沿面放电防止单元，该沿面放电防止单元防止在从上述内侧管突出的内部电极与外侧电极之间的不期望的沿面放电。
2、如权利要求1所述的受激准分子灯，其特征在于，上述沿面放电防止单元是沿面距离延长单元。
3、如权利要求2所述的受激准分子灯，其特征在于，上述沿面距离延长单元是形成在上述内侧管端部的扩径部。
4、如权利要求2所述的受激准分子灯，其特征在于，上述沿面距离延长单元是在上述内侧管的端部附近的外周设置的非导电性隔板。
5、如权利要求1所述的受激准分子灯，其特征在于，上述沿面放电防止单元是减少在内侧管端部附近的外表面存储的电荷的电荷减少单元。
6、如权利要求5所述的受激准分子灯，其特征在于，上述电荷减少单元是内侧管端部附近的壁厚形成为比其他部分厚的端部壁厚部。
7、如权利要求5所述的受激准分子灯，其特征在于，上述电荷减少单元是被安装于内侧管端部附近的外表面、另一端朝向放电容器的内壁方向的导电性部件。
8、如权利要求1至7中任一项所述的受激准分子灯，其特征在于，上述放电容器的端部利用箔密封形成。
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