CN203300605U - 管状加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施方式涉及一种管状加热器。实施方式的管状加热器包括：长条状的玻璃管；灯丝，以沿着管轴的方式而配置于所述玻璃管的内部；以及锚状物，设置于所述灯丝上，能够保持所述灯丝；并且在所述玻璃管内不存在排气管痕迹，所述锚状物包括环状的保持部，所述保持部能够与所述玻璃管的内壁面相接触，在所述保持部上设置有含锆的收气剂，并且点灯过程中的色温为2200K以下。本实用新型能够实现充分的寿命特性。

Description

管状加热器

本申请书是以日本专利申请书2012-119917（申请日期：05/25/2012）为基础，并根据所述申请书享受优先利益。本申请书通过参照所述申请书，而包括所述申请书的全部内容。

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种管状加热器。

背景技术

管状加热器具有如下构造：在长条状的玻璃管的内部配置有灯丝（filament）。制造这种管状加热器时，通常是在玻璃管内设置细管（以下称为“排气管”），经由所述排气管，进行玻璃管内部的气体排出及气体封入。

然而，优选的是不使用排气管来制造管状加热器。其原因在于，如果使用排气管，则必须实施所述排气管的加热密封（以下称为“削去（chipoff）”）步骤等，步骤会增加，并且管状加热器有可能以削去后的排气管即排气管痕迹的周边为起点发生破裂。管状加热器的全长越长，破裂的问题越严重。

因此，探讨无排气管的管状加热器后得知，无排气管的构成中，难以实现充分的寿命特性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的课题在于，提供一种能够实现充分的寿命特性的无排气管的管状加热器。

实施方式的管状加热器包括：长条状的玻璃管；灯丝，以沿着管轴的方式而配置于所述玻璃管的内部；以及锚状物（anchor），设置于所述灯丝上，能够保持所述灯丝；并且在所述玻璃管内不存在排气管痕迹，所述锚状物包括环状的保持部，所述保持部能够与所述玻璃管的内壁面相接触，在所述保持部上设置有含锆的收气剂（getter），并且点灯过程中的色温（color temperature）为2200K以下。

所述的管状加热器，其中当将所述灯丝的线径设为r（mm），将稳定点灯时流入至所述灯丝的电流值设为I（A）时，满足r≥0.034×I+0.083。

所述的管状加热器，其中，所述灯丝中，线圈节距P为110%～200%，线圈内径R为线圈线径r的2倍～8倍。

所述的管状加热器，其中，所述锚状物与所述玻璃管的内面及所述灯丝相接触，所述收气剂呈层状形成于所述锚状物的与所述玻璃管的内面相对向的表面上的一部分。

实施方式另一种管状加热器包括：长条状的玻璃管；灯丝，以沿着管轴的方式而配置于所述玻璃管的内部；以及锚状物，设置于所述灯丝上，能够保持所述灯丝；并且所述玻璃管中，长条方向的长度L为1200mm以上，并且不存在排气管痕迹，在所述锚状物上设置有收气剂，所述收气剂能够吸附杂气，当将所述灯丝的线径设为r（mm），并且将稳定点灯时流入至所述灯丝的电流值设为I（A）时，满足r≥0.034×I+0.083。

根据上述构成的管状加热器，可以实现一种无排气管的管状加热器，能够实现充分的寿命特性。

附图说明

图1是用来说明第1实施方式的管状加热器的图。

图2是用来说明第1实施方式的管状加热器的一部分的图。

图3是用来说明第1实施方式的管状加热器的截面的图。

图4是用来说明色温与由钨的蒸发所造成的点灯寿命的关系的图。

图5是用来说明色温达到2200K时的灯丝的线径r与稳定点灯时所流入的电流I的关系的图。

附图标记：

1：玻璃管

2：金属箔

3：灯丝

4：锚状物

5：收气剂

6：导线

11：筒状部

12：密封部

13：空间

41：卡止部

42：延伸部

43：保持部

D：涂布间隔

D1、D2：节距

L：管状加热器的全长

r：灯丝的线圈线径

R：灯丝的线圈内径

具体实施方式

以下，说明用来实施实用新型的实施方式。

第1实施方式

参照附图，对第1实施方式的管状加热器进行说明。图1是用来说明第1实施方式的管状加热器的图，图2是用来说明第1实施方式的管状加热器的一部分的图，图3是用来说明第1实施方式的管状加热器的截面的图。

如图1～图3所示，管状加热器包括玻璃管1作为主要部分，所述玻璃管1例如包含石英玻璃。玻璃管1是细长的管，包括筒状部11及密封（seal）部12。筒状部11的形状呈圆筒状。在筒状部11的表面上不存在排气管痕迹，所述排气管痕迹是削去了排气管的痕迹，所述排气管主要用来进行玻璃管1的内部的气体排出及气体封入。在筒状部11的内部形成有空间13。在空间13内，封入了氩气、氖气、氮气等气体。再者，在本实施方式中，未封入溴、碘等卤素物质。密封部12是板状的密封部，形成于筒状部11的两端。

在密封部12的内部，密封有金属箔2。金属箔2是例如包含钼的薄板，以沿着密封部12的板状面的方式而配置。

在玻璃管1的内部设置有灯丝3。灯丝3是例如包含钨的金属线，包括发热部分及支脚（leg）部分。发热部分是紧密缠卷的部分，位于玻璃管1的长边方向的大部分，在点灯时进行发热。支脚部分是稀疏缠卷的部分，位于发热部分的两端，与金属箔2相连接。

而且，在玻璃管1的内部设置有锚状物4。锚状物4是例如包含钨的金属线，包括卡止部41、延伸部42及保持部43。锚状物4是例如通过对一根金属线进行弯曲加工而形成。卡止部41是与灯丝3相连接的部分，围绕着紧密缠卷的发热部分缠绕了数匝（turn）。延伸部42是与卡止部41的一端相连的部分，沿着筒状部11的管壁方向延伸。保持部43是与延伸部42的另一端相连的部分，自管壁近傍的延伸部42开始以沿着管壁面的方式而设置。即，保持部43例如为环状。借由所述保持部43的任一部分与玻璃管1的内壁面相接触，而保持灯丝3，以使所述灯丝3位于空间13的大致中央。这种锚状物4在灯丝3的长边方向上，保持规定的节距而设置有多个。

在锚状物4上设置有收气剂5。收气剂5包含能够吸附如下杂气的材料，所述杂气是会对管状加热器的寿命特性造成影响的氧气、氮气、二氧化碳等杂气。在本实施方式中，收气剂5是以锆（Zr）为主成分，设置于保持部43的外表面的一部分，所述保持部43的外表面为与玻璃管1的内壁面相对面之侧。即，收气剂5形成于锚状物4的与玻璃管1的内面相对向的表面上的一部分，例如，形成于锚状物4的保持部43的外表面上的一部分，是以锆为主成分之层。并且，收气剂5是以如下比例而设置：每两个锚状物设置一个收气剂5。再者，收气剂5中，除了锆（Zr）以外，还可以使用钽（Ta）、钡（Ba）、铌（Nb）或者将这些物质中的一种与铝（Al）或镍（Ni）混合而成的材料等。

在金属箔2的未连接灯丝3的支脚部分之侧，连接有导线（lead wire）6。导线6是例如包含钼或钨等的金属线，自密封部12导出。

对所述管状加热器的一个制造方法进行说明。

首先，准备底架（mount）及收气剂溶液，所述底架是将金属箔2、灯丝3、锚状物4及导线6以如上所述的方式加以连接而成，所述收气剂溶液包含50%的锆、46%的乳酸乙酯（ethyl lactate）、3%的二氧化硅及1%的铝。接着，利用笔等在保持部43的外侧之面的一部分涂布收气剂溶液之后，使其干燥。当收气剂溶液干燥后，与地面垂直地保持双开口的筒状的玻璃管1，经由上侧的开口而将底架配置于玻璃管1的内部。

其次，将气体导入装置（未图示）安装于上侧的开口，进行玻璃管内的清洗（washing），即，自所述开口将氩气导入至玻璃管1的内部，并自下侧的开口予以排出之后，利用燃烧器（burner）对玻璃管1的下侧进行加热及收缩密封（pinch seal）而形成密封部12。接着，将玻璃管1的上下颠倒，利用燃烧器对开口着的玻璃管1的下侧进行加热及收缩密封而形成密封部12。以如此方式，无排气管的管状加热器制作完成，所述管状加热器在玻璃管1内不存在排气管痕迹。

以下，揭示管状加热器的一个实施例。

实施例

玻璃管1：石英玻璃制，长条方向的长度（全长）L为1920mm，筒状部11的全长为1842mm，外径为13mm，内径为10.5mm，封入于空间13内的气体为氩气，压力为800hPa；

灯丝3：钨制，线径r为0.20mm，发热部分的相邻的线圈间隔为0.29mm，线圈节距（coil pitch）为145%，线圈内径为0.80mm；

锚状物4：钨制，线径为0.35mm，保持部43的外径为9.8mm，节距D1为16mm，节距D2为29mm；

收气剂5：锆，形成于保持部43的外表面的一部分，形成量M为约42μg，收气剂5在涂布间隔上的形成量M/D（=D1+D2）为0.93μg/mm。

对本实施例的管状加热器与现有的管状加热器进行了强度试验，所述现有的管状加热器在玻璃管的长边方向的中间部存在排气管痕迹，所述强度试验结果确认到，现有的管状加热器在施加10N左右的力时有时在排气管痕迹的周边会产生破裂，与此相对，实施例的管状加热器具有与现有的管状加热器相比数倍以上的强度，从而不易产生破裂。

如此一来，在玻璃管1内不存在排气管痕迹的无排气管的管状加热器具有如下优点：以排气管痕迹为起点的灯破裂产生较少。所述灯破裂是因为如下原因而产生，即，在削去后的排气管即排气管痕迹的周边残留着若干变形，从而管状加热器的全长L越长，越容易产生所述灯破裂。例如，在全长L为1200mm的玻璃管1的情况下，特别是在全长L超过1500mm的玻璃管1的情况下，强度会极端下降，因此在这种长条状的玻璃管1中，无排气管的优点特别大。而且，借由不使用排气管，使得构件及制造步骤减少，因此在制造容易度及成本方面也存在优点。

但是，在不使用排气管来制造管状加热器的情况下，难以自玻璃管1的内部完全去除杂气。当在玻璃管1的内部残留有氧气或二氧化碳等杂气时，构成灯丝3的钨容易蒸发。钨一旦蒸发，会附着于管内壁而使管内壁变黑，或者使金属线变细而容易断线，使寿命缩短。

因此，在本实施方式中在锚状物4上设置有收气剂5。借由在锚状物4上设置收气剂5，而在玻璃管1的密封后，使残留于玻璃管1的内部的氧气或二氧化碳等杂气吸附于收气剂5，因此可以抑制如上所述的钨的蒸发。但是，收气剂5的吸收特性会因温度而变化，因此优选的是将设置收气剂5的地点及材料设为适当的地点及材料。因此，最优选的是利用锚状物4的保持部43在点灯过程中会达到500℃左右的现象，而在保持部43的表面上涂布包含锆的收气剂5，所述收气剂5在所述温度下能够良好地吸收氧气或氮气。

再者，若只在锚状物4上设置收气剂5，有时不会达到实用寿命，因此更优选的是采用如下所述的构成。

（1）以点灯时的灯丝3的色温达到2200K以下的方式进行设定。

由于色温与灯丝3的钨的蒸发存在关系，因此如图4所示，通过将点灯时的灯丝3的色温设为2200K以下，进而将所述色温设为2100K以下，可以使寿命延长。在这里，色温可以通过如下方式而获得，即，自管状加热器起相隔700mm而配置柯尼卡美能达（Konica Minolta）公司的色彩照度计CL-200，利用该机器测定点灯一分钟后的管状加热器的灯丝3。并且，色温可以通过灯丝3的线圈线径r、线圈节距P、线圈内径R等来调整。线圈线径r尤为重要。例如，为了将色温设为2200K，只要将线圈线径r（mm）及电流值I（A）设定为满足如图5所示的关系式即可，所述电流值I（A）是稳定点灯时、即管状加热器为稳定点灯的状态时流入至灯丝3的电流值。色温具有如下倾向，即，如果电流值I相同，那么灯丝3的线圈线径r越大，色温越降低，因此为了将色温设为2200K以上，只要满足r≥0.034×I+0.083即可。线圈线径r特别优选的是0.14mm～0.40mm。而且，只要发热部分的线圈节距P（=（相邻的线圈间的距离/线圈线径r）×100）设为110%～200%（特别是130%～180%），并且线圈内径R设为线圈线径r的2倍～8倍（特别是线圈线径r的3倍～7倍），便容易将点灯时的灯丝3的色温设为2200K以下。

（2）将收气剂5在锚状物4上的形成量M设为1μg～75μg。

其原因在于，如果收气剂5在锚状物4上的形成量M少，那么杂质的吸附效果低，如果收气剂5在锚状物4上的形成量M多，那么玻璃管1的内壁面容易变黑。因此，收气剂5的形成量M优选的是1μg～75μg，特别优选的是20μg～60μg。而且，由于玻璃管1为长条状，所以为了在所述玻璃管1的长边方向的整个区域获得所述效果，收气剂5的相对于涂布间隔的形成量M/D优选的是0.03μg/mm～2.06μg/mm，特别优选的是0.56μg/mm～1.67μg/mm。

在第1实施方式中，在玻璃管1内未设置排气管痕迹，并在锚状物4上设置有收气剂5，由此容易进行制造，并且即使长条方向的长度L为1200mm以上也可以维持充分的强度，进而借由抑制钨的蒸发而可以实现长寿命。这时，借由在锚状物4的保持部43的表面上涂布含锆的收气剂5，可以有效地吸附杂质气体，进而可以实现长寿命。并且，例如，借由使灯丝3的线径r（mm）与稳定点灯时流入至灯丝3的电流值I（A）的关系满足r≥0.034×I+0.083，或者将线圈节距P设为110%～200%，并且将线圈内径R设为线圈线径r的2倍～8倍等，以点灯过程中的灯丝3的色温达到2200K以下的方式进行设定，可以进一步实现长寿命。

此外，借由将收气剂5的形成量M设为1μg～75μg，可以一方面抑制玻璃管1的内壁面变黑，一方面提高杂质的吸附效果，因此可以进一步实现长寿命。并且，借由将收气剂5在锚状物4上的相对于涂布间隔D的形成量M/D设为0.03μg/mm～2.06μg/mm，可以在玻璃管1的长边方向整个区域获得所述效果，因此可以进一步实现长寿命。

本实施方式的管状加热器例如可以用于太阳能电池（solar cell）的制造，聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶（PET（polyethylene terephthalate）bottle）的成形，暖气设备、复印机或打印机的调色剂（toner）的固定等。

本实用新型并不限定于所述实施方式，而可以进行各种变形。

灯丝3的发热部分是全部设为线圈状的部分，但是也可以在中途设置稀疏缠卷地构成的非发光部。这时，锚状物4的保持部43优选的也是设置于线圈状的部分。

保持部43并不限定于环状，也可以为三角形状或四边形状等多边形。即，只要为如下形状即可：借由一部分与玻璃管1的内壁面相接触，而能够将灯丝3保持于规定的位置。

根据以上所述的至少一个实施方式的管状加热器，可以实现如下管状加热器：由于在制造过程中不形成排气管，所以强度高；并且由于设置有收气剂，所以寿命特性优异。

以上已说明本实用新型的若干实施方式，但是所述实施方式是作为示例起提示作用，并不打算限定实用新型的范围。所述实施方式可以通过其它各种方式来实施，在没有脱离实用新型主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。所述实施方式或其变形包含于实用新型的范围或主旨内，及与其同等的范围内。

Claims (5)

1.一种管状加热器，其特征在于，包括：

长条状的玻璃管；

灯丝，以沿着管轴的方式而配置于所述玻璃管的内部；以及

锚状物，设置于所述灯丝上，能够保持所述灯丝；并且

在所述玻璃管内不存在排气管痕迹，

所述锚状物包括环状的保持部，所述保持部能够与所述玻璃管的内壁面相接触，在所述保持部上设有含锆的收气剂，并且点灯过程中的色温为2200K以下。

2.根据权利要求1所述的管状加热器，其特征在于，当将所述灯丝的线径设为r（mm），将稳定点灯时流入至所述灯丝的电流值设为I（A）时，满足r≥0.034×I+0.083。

3.根据权利要求2所述的管状加热器，其特征在于，所述灯丝中，线圈节距P为110%～200%，线圈内径R为线圈线径r的2倍～8倍。

4.根据权利要求1至3中任一所述的管状加热器，其特征在于：

所述锚状物与所述玻璃管的内面及所述灯丝相接触，

所述收气剂呈层状形成于所述锚状物的与所述玻璃管的内面相对向的表面上的一部分。

5.一种管状加热器，包括：

长条状的玻璃管；

灯丝，以沿着管轴的方式而配置于所述玻璃管的内部；以及

锚状物，设置于所述灯丝上，能够保持所述灯丝；并且

所述玻璃管中，长条方向的长度L为1200mm以上，并且不存在排气管痕迹，

在所述锚状物上设置有收气剂，所述收气剂能够吸附杂气，

当将所述灯丝的线径设为r（mm），并且将稳定点灯时流入至所述灯丝的电流值设为I（A）时，满足r≥0.034×I+0.083。

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