JP2010049958A - Gas feeding/discharging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はHIDランプ(高輝度放電ランプ)やハロゲンランプに封入するガスを最適な状態で供給し、使用を回収し、再利用するガス給排装置に関する。 The present invention relates to a gas supply / discharge device that supplies gas sealed in an HID lamp (high-intensity discharge lamp) or halogen lamp in an optimal state, recovers the use, and reuses the gas.
ランプの発光部内には一対の電極が臨むとともに、レアアースガスとしてヘリウム、窒素やアルゴン、クリプトン、キセノン、水銀、ナトリウム、などのハロゲン化物と共に高い演色性を発現させる目的でディスプロシウム(Dy)、スカンジウム(Sc)、ネオジウム(Nd)、ユロピウム(Eu)、ホルミウム(Ho)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)など希土類金属の複数からなるハロゲン化合物が封入されている。 A pair of electrodes face the light emitting part of the lamp, and dysprosium (Dy) for the purpose of expressing high color rendering properties with a rare earth gas such as helium, nitrogen, argon, krypton, xenon, mercury, sodium, and the like. A halogen compound composed of a plurality of rare earth metals such as scandium (Sc), neodymium (Nd), europium (Eu), holmium (Ho), thulium (Tm), ytterbium (Yb) is enclosed.
また、発光部位の片側に封止部位を設け、この封止部位に一対の電極を保持するタイプの先行技術として、特許文献1及び特許文献2が知られており、発光部位の両側に封止部位を設け、各封止部位に電極を保持するタイプの先行技術として、特許文献3が既知である。
Further,
何れのタイプのランプにあっても、封止方法は同様であるので、発光部位の片側に封止部位を設けたタイプの放電ランプの封止方法を図7に基づいて説明する。 Since the sealing method is the same for any type of lamp, a method for sealing a discharge lamp of a type in which a sealing portion is provided on one side of the light emitting portion will be described with reference to FIG.
先ず図7(a)に示すように、封止前のランプは発光部位100の片側に封止部位(一次封止)101を設け、この封止部位101にて電極102,102をモリブデン箔103,103を介して外部リード104,104に接続している。また、発光部位100を挟んで反対側には排気用のパイプ105が設けられている。
First, as shown in FIG. 7A, the lamp before sealing is provided with a sealing portion (primary sealing) 101 on one side of the
上記のランプのパイプ部105をジョイント部材106にスウェージロックを介して挿入する。ジョイント部材106はガスの供給路107と排気路108を備え、供給路107と排気路108には開閉弁109,110が併設され,更に供給路107は封止ガスを収納するボンベ111に接続され、排気路108は真空ポンプ112に接続される。
The
そして、開閉弁109を閉、開閉弁110を開として真空ポンプ112によって、いったん発光部位100内を減圧して真空にする。この後、図7(b)に示すように、開閉弁109を開、開閉弁110を閉とし、次いで液体窒素に浸した発光部位100内にキセノン(Xe)やクリプトン(Kr)に、窒素ガス、炭化水素或いはハロゲンなどの混合ガスを送り込む。
Then, the on-off
次いで封入圧にバラツキが生じないように発光部位100の内圧調整を行なう。一般に内圧調整は図7(c)に示すように、開閉弁109を閉、開閉弁110を半開状態として行なう。この後、図7(d)に示すように、バーナによってジョイント部材106の直下部分、つまり排気管を酸水素バーナなどで溶断し、図7(e)に示す所望のランプを得る。
従来の封止方法にあっては、図7(b)と(c)で説明したように、一旦ランプ内にガスを充填した後に、ガスの繊細な内圧調整を行う必要がある。この減圧調整の際に大量の上記ガスが外部に排出され、コストと環境に多大な課題を残している。最近では環境に負とされる水銀を用いないランプの研究が急務とされるようになっており、このようなランプでは始動ガスとして、近年高騰しているキセノン(Xe)を封入ガスとして用いているため、従来方法では製造上大きな問題となっている。 In the conventional sealing method, as described with reference to FIGS. 7B and 7C, after the gas is once filled in the lamp, it is necessary to finely adjust the internal pressure of the gas. A large amount of the gas is discharged to the outside at the time of this decompression adjustment, leaving a great problem in cost and environment. Recently, research into lamps that do not use mercury, which is negative for the environment, has become an urgent task. In such lamps, xenon (Xe), which has been rising rapidly in recent years, is used as a sealing gas. Therefore, the conventional method is a big problem in manufacturing.
従来方式にあっては、グローブボックス内のキセノン(Xe)など封入ガスを真空ポンプによって毎回外部に排出した後に、ボンベから新たなガスを導入しているのが現状がある。しかしながらボンベ内に蓄えられているガスは水分などの不純物を含んでいる場合が多く、封止作業を連続するとグローボックスの露点が、作業開始時−90℃程度であったものが−70℃以下になってしまい、その結果、ランプの始動性が著しく悪くなってしまう。 In the conventional system, new gas is introduced from the cylinder after exhausting gas such as xenon (Xe) in the glove box to the outside by a vacuum pump. However, the gas stored in the cylinder often contains impurities such as moisture, and when the sealing operation is continued, the dew point of the glow box is about -90 ° C at the start of the operation -70 ° C or less. As a result, the startability of the lamp is remarkably deteriorated.
上記課題を解決するべく本発明に係るガス給排装置は、ガスが送り込まれる部材に密結接続されるジョイント部材と、このジョイント部材に密結接続されるとともに容積を伸縮変化させることでガスを送出または吸引する容積可変部材とを備え、前記ジョイント部材には切替弁を備えたガスの供給路と排気路が設けられ、また前記容積可変部材にはガス供給源が接続された構成とした。 In order to solve the above problems, a gas supply / discharge device according to the present invention includes a joint member that is tightly connected to a member into which gas is fed, and a gas that is tightly connected to the joint member and expands and contracts its volume. The joint member is provided with a gas supply path and an exhaust path provided with a switching valve, and a gas supply source is connected to the volume variable member.
気体の状態方程式:(容器全体の体積)×(内部封入ガスの圧力)=一定 の考えを応用したものである。 Equation of state of gas: (volume of the entire container) x (pressure of the enclosed gas) = Applying the constant idea.
前記容積可変部材としては、その前提としてエアシリンダなどのシリンダユニットや、ネオブレンゴム等のガスを透過しない材質からなる蛇腹管が望ましい。また、前記容積可変部材にはガスを循環してガス中の水分など不純物を吸着除去できる(ゼオライト+触媒からなる)ガス精製器を並列に密結接続し、ガスを循環させることで、封入ガスの露点を常に高く維持できる。 The volume variable member is preferably a cylinder unit such as an air cylinder or a bellows tube made of a material that does not transmit gas such as neoprene rubber. A gas purifier (comprising zeolite + catalyst) capable of adsorbing and removing impurities such as moisture in the gas by circulating gas to the variable volume member is closely connected in parallel, and the gas is circulated. The dew point of can always be kept high.
前記ガスが送り込まれる部材としては、ランプ容器またはランプ容器を収納する加熱室が考えられ、この場合、前記ガスは、そのままランプやランプ容器内に封入されるガスになる。 As the member into which the gas is sent, a lamp vessel or a heating chamber that houses the lamp vessel can be considered. In this case, the gas is directly used as a gas or a gas enclosed in the lamp vessel.
この伸縮部材の外側に、更にSUS、チタン、アルミなどのガスを透過させない材料からなる密閉容器を設け、その中に常圧もしくは加圧の同ガスを充填することで、伸縮する可変部材と外気の隔離を抑えることができる。 Outside the expansion / contraction member, a sealed container made of a material that does not allow gas such as SUS, titanium, and aluminum to pass therethrough is provided. Can be kept from being isolated.
本発明に係るガス供給装置によれば、高価なガスを廃棄する無駄を激減できる。その結果として的に製品価格を引き下げることが可能になる。またガス精製器を併用することで、長期に渡って封入ガスの劣化を防止でき、高い性能のランプを製造することが可能になる。 The gas supply device according to the present invention can drastically reduce the waste of discarding expensive gas. As a result, the product price can be reduced. Further, by using the gas purifier together, it is possible to prevent deterioration of the enclosed gas over a long period of time and to manufacture a high-performance lamp.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係るガス供給装置を備えたグローブボックスの斜視図、図2は封止前のグローブボックスの断面図、図3は封止中のグローブボックスの断面図、図4(a)〜(e)は本発明に係るガス供給装置を用いて放電ランプにガスを封入する手順を説明した図、図5(a)はフリットガラス溶解前の状態を示す図、(b)はフリットガラスが溶解し、封止が完了した状態を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a perspective view of a glove box provided with a gas supply device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the glove box before sealing, FIG. 3 is a cross-sectional view of the glove box during sealing, and FIG. (A)-(e) is the figure explaining the procedure which encloses gas in a discharge lamp using the gas supply apparatus which concerns on this invention, FIG.5 (a) is a figure which shows the state before frit glass melting | fusing, (b) FIG. 3 is a view showing a state where frit glass is melted and sealing is completed.
グローブボックス1の前面には透明プレート2が嵌め込まれ、その下方には作業者の手を挿入するグローブ3の挿入口が設けられ、グローブボックス1の側面にはグローブボックス1内のガス中の水分や不純物を吸着除去して再びグローブボックス1内に戻す循環型ガス精製器4が配置されている。
A
またこのグローブボックス1の上面には加熱室5が付設されている。この加熱室5内にはヒーター加熱のためのタングステンコイル6が配置され、更に加熱室5とグローブボックス1内とは開口部7を介して連通しているが、ヒーター加熱時にはお互いが完全に独立するような構造になっている。
A
前記開口部4下方のグローブボックス1内にはテーブル8が配置され、このテーブル8はシリンダユニットなどの昇降機構9のロッド先端に固定されている。そしてテーブル8の上面には封止を待つランプWがセット可能になっており、テーブル8の最下点で、グローブ3を用いて上記ランプWをテーブル8の上面に設置し、次いで昇降機構9を駆動してテーブル8を上昇させ、テーブル8によって前記開口部7を密閉閉塞する。このときテーブル8の上面の周囲には耐熱シール部材10が設けられているので、グローブボックス1内と加熱処理室5内とは気密に遮断できる。
A table 8 is disposed in the
更に前記加熱室5の外周には水冷ジャケット11が設けられ、また加熱室5には、あらかじめ雰囲気ガス導入部12が形成され、更にジョイント部材20を介してガス供給装置としての容積可変部材30が密結接続されている。この容積可変部材30は容積を変化させることでガスを圧送または吸引する機能を有する。
Further, a
前記ジョイント部材20は配管21の途中に切替弁22を備え、この切替弁22を操作することで、前記加熱室5内が真空ポンプ23及び容積可変部材30に選択的に密結接続される。
The
またジョイント部材20の配管の途中には封入用ガス(キセノン)のボンベ24からの配管25が接続され、ボンベ24と配管25との間には切替弁26が設けられている。
A
一方、前記容積可変部材30はシリンダケース31とピストン32を備えたエアシリンダユニットにて構成され、シリンダケース31の外側にSUS製の密閉容器33を設け、シリンダケース31と容器33との間の空間には配管34を介して封入用ガス(キセノン)が供給される構造にしている。このように二重構造とし、シリンダケース31と容器33との間の空間に正圧状態の封入用ガス(キセノン)を配管27を介してボンベ24から充填しておくことで、容積可変部材30からのリークを完全に防止でき、長期に渡って信頼性を維持することができる。
On the other hand, the
本実施例ではピストン32は3つの位置P1〜P3をとることができるようにされ、最も前進した位置P1よりも前進側において、封入用ガス(キセノン)中の水分や不純物を吸着除去する循環型ガス精製器34を接続している。この循環型ガス精製器34は前記ボンベ24からの配管25に接続しても構わない。
In this embodiment, the piston 32 can take three positions P1 to P3, and is a circulation type that adsorbs and removes moisture and impurities in the sealing gas (xenon) on the forward side from the most advanced position P1. A
以上の構成からなるガス供給装置を用いて一次封止が完了したランプWの二次封止を行う手順を図4(a)〜(d)に基づいて説明する。 A procedure for performing secondary sealing of the lamp W that has been subjected to primary sealing using the gas supply apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
先ず図4(a)の状態では、ランプWをセットしたテーブル8によって開口部7が気密に閉じられ、また雰囲気ガス導入部12も閉じられている。また放電ランプWの下端封止部は既に封着され、上端部には図5(a)に示すように電極栓体35が挿入され、この栓体35の上部にフットリング36が保持されている。
First, in the state of FIG. 4A, the
図4(a)の状態では切替弁22は加熱室5と真空ポンプ23とが連絡されており、この状態で真空ポンプ23を駆動することで加熱室5内のアルゴンガスを除去する。この時ピストン32はP1にある。
In the state of FIG. 4A, the switching
次いで、図4(b)に示すように、切替弁22を操作して容積可変部材30と加熱室5とが連通した状態とし、容積可変部材30から封入用ガスを加熱室5に適量を送り込む。このとき加熱室5内には栓体35の外側にフリットリング36が保持されたランプWがセットされ、未封着の状態なので、ランプW内には適量の封入用ガスが供給される。
Next, as shown in FIG. 4B, the switching
次いで、図4(c)に示すように、容積可変部材30のピストン32を位置P1からP2まで慎重に移動させる(断熱膨張による温度変化を〜0にする)ことで、ランプW内に封入されるガス圧力が最適値になるように微調整する。
Next, as shown in FIG. 4C, the piston 32 of the
この後、タングステンコイル6に通電することでフリットリング36を加熱溶融する。溶解したフリットリング36は図5(b)に示すように毛細管現象により、栓体35の外側面とランプWの脚部内側面との間に介入して二次封止が完了する。
Thereafter, the
そして、図4(d)に示すように、容積可変部材30のピストン32を、更に位置P2からP3まで移動し、加熱室5内のガスを可変部材30内に可能な限り回収した後、切替弁22を閉にし、この後加熱室5内にグローボックス内と同じアルゴンガスを導入部12を介して供給し、加熱室5内を常圧迄戻し、テーブル8を下降し、テーブル8上にセットされている二次封止完了後のランプWを払い出す。
Then, as shown in FIG. 4D, the piston 32 of the
図6(a)〜(e)は別実施例に係るガス供給装置を用いてランプにガスを封入する手順を説明した工程図であり、前記実施例では容積可変部材30としてエアシリンダユニットを構成要素としているが、この実施例では容積可変部材30としてネオブレンゴム等の弾性材料を主とする蛇腹管を構成要素としても良い。
6 (a) to 6 (e) are process diagrams illustrating a procedure for sealing gas into a lamp using a gas supply device according to another embodiment. In the embodiment, an air cylinder unit is configured as the
具体的には、ジョイント部材40と容積可変部材として蛇腹管30からなり、蛇腹管30の一端はジョイント部材40に連結され、他端は循環型のガス精製器50に連結されている。ジョイント部材40はガスの供給路41と排気路42を備え、供給路41と排気路42には開閉弁43、44が設けられ、排気路44は真空ポンプ45に接続されている。
Specifically, a
二次封止を行うには、図6(a)に示すように、開閉弁43を閉、開閉弁44を開として真空ポンプ45よってランプWの発光部内を減圧する。この後、図6(b)に示すように、開閉弁43を開、開閉弁44を閉とし蛇腹管30を収縮せしめて蛇腹管30内の封止用ガスをランプWの発光部内に適量送り込む。
In order to perform secondary sealing, as shown in FIG. 6A, the on-off
次いで図6(c)に示すように、蛇腹管30を伸長させ発光部内の封止用ガス圧力を微量調整する。この後、図6(d)に示すように、開閉弁43、44を閉じ、酸水素バーナによってジョイント部材40の直下の排気管を溶断し、図6(e)に示す所望のランプを得る。
Next, as shown in FIG. 6 (c), the
以上の実施例としてはランプにガスを封入する例を示したが、本発明に係るガス供給装置はランプ以外の減圧微調整機構に対して応用することも可能である。 In the above embodiment, an example in which gas is sealed in the lamp has been shown. However, the gas supply apparatus according to the present invention can be applied to a pressure reducing fine adjustment mechanism other than the lamp.
1…グローブボックス、2…透明プレート、3…グローブ、4…循環型ガス精製器、5…加熱室、6…タングステンコイルヒーター、7…開口部、8…テーブル、9…昇降機構、10…シール部材、11…水冷ジャケット、12…雰囲気ガス導入部、20…ジョイント部材、21…配管、22…切替弁、23…真空ポンプ、24…ボンベ、25…配管、26…切替弁、27…配管、30…容積可変部材(エアシリンダユニット、弾性材料からなる蛇腹管)、31…シリンダケース、32…ピストン、33…ステンレス製の容器、34…配管、35…栓体、36…フリットリング、40…ジョイント部材、41…供給路、42…排気路、43、44…開閉弁、45…真空ポンプ、50…循環型ガス精製器、W…ランプ。
DESCRIPTION OF
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008213651A JP2010049958A (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Gas feeding/discharging device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008213651A JP2010049958A (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Gas feeding/discharging device |
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JP2008213651A Pending JP2010049958A (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Gas feeding/discharging device |
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JP (1) | JP2010049958A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106206214A (en) * | 2016-08-26 | 2016-12-07 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | A kind of Vacuum Package luminous gas air chamber system and method for packing thereof |
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2008
- 2008-08-22 JP JP2008213651A patent/JP2010049958A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106206214A (en) * | 2016-08-26 | 2016-12-07 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | A kind of Vacuum Package luminous gas air chamber system and method for packing thereof |
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