JP2014078401A

JP2014078401A - 管状ヒータおよび加熱モジュール

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Publication number: JP2014078401A
Application number: JP2012225547A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Fujita; 義貴藤田; Hironori Okamoto; 大徳岡本; Tatsuya Yano; 達也矢野; Tomoyuki Masaoka; 智之正岡
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】気中放電の発生を抑制することができる管状ヒータを提供することである。
【解決手段】実施形態に係る管状ヒータは、管状のバルブと；前記バルブの内部に設けられたコイルと；前記バルブの両端側にそれぞれ設けられた封止部と；を具備している。そして、前記バルブの内部には、不活性ガスと、窒素ガスと、臭素と、を含むガスが封入されている。
また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）、前記封止部間に形成された気密部における中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合に、以下の式を満足する。
Ｗａ≧２０００
Ｌ≦４５
また、前記封入されたガスに対する前記窒素ガスの体積濃度をＸ（ｖｏｌ％）、臭素の添加量をＹ（ｍｇ／ｃｍ^３）とした場合に以下の式を満足する。
Ｙ≧−０．０３１１Ｘ＋０．０２８
【選択図】図２

Description

後述する実施形態は、概ね、管状ヒータおよび加熱モジュールに関する。

石英ガラス管の内部にタングステンコイルを設け、気密に封止した管状ヒータが知られている。管状ヒータにおいては、電圧を印加した瞬間に大電流、いわゆる突入電流が発生する。この突入電流を低減するために、タングステンコイルにレニウムを添加する技術が提案されている。タングステンコイルにレニウムを添加すれば、点灯時（電圧印加時）と、消灯時（電圧印加停止時）とにおける抵抗差を低減し、突入電流を低減することが可能となる。
しかしながら、タングステンコイルにレニウムを添加すると、管状ヒータ内で気中放電が発生しやすくなる。
また、管状ヒータは、放出される熱量を増加させるため、管状ヒータに供給される電力が大きくなりつつある。管状ヒータに供給される電力が大きくなると、管状ヒータに供給される電力が小さい時に比べて管状ヒータ内で気中放電が発生しやすくなる。特に、タングステンコイルの全長が短い管状ヒータでは、供給される電力が同じであっても、タングステンコイルの全長が長い管状ヒータに比べて、更に管状ヒータ内で気中放電が発生しやすくなる。

特開２００５−０３２５５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、気中放電の発生を抑制することができる管状ヒータおよび加熱モジュールを提供することである。

実施形態に係る管状ヒータは、管状のバルブと；前記バルブの内部に設けられたコイルと；前記バルブの両端側にそれぞれ設けられた封止部と；を具備している。そして、前記バルブの内部には、不活性ガスと、窒素ガスと、臭素と、を含むガスが封入されている。また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）、前記封止部間に形成された気密部における中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合に、以下の式を満足する。

Ｗａ≧２０００
Ｌ≦４５

また、前記封入されたガスに対する前記窒素ガスの体積濃度をＸ（ｖｏｌ％）、臭素の添加量をＹ（ｍｇ／ｃｍ^３）とした場合に以下の式を満足する。

Ｙ≧−０．０３１１Ｘ＋０．０２８

本発明の実施形態によれば、気中放電の発生を抑制することができる管状ヒータおよび加熱モジュールを提供することができる。

第１の実施形態に係る管状ヒータ１を例示するための模式図である。（ａ）は管状ヒータ１の模式図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。不活性ガスに窒素ガスと臭素を添加した場合における気中放電の発生を例示するグラフ図である。第２の実施形態に係る管状ヒータ１ａを例示するための模式図である。第３の実施形態に係る管状ヒータ１ｂを例示するための模式図である。第４の実施形態に係る管状ヒータ１ｃを例示するための模式図である。第５の実施形態に係る加熱モジュールＭを例示するための模式図である。

第１の発明は、管状のバルブと；前記バルブの内部に設けられたコイルと；前記バルブの両端側にそれぞれ設けられた封止部と；を具備している管状ヒータである。そして、前記バルブの内部には、不活性ガスと、窒素ガスと、臭素とを含むガスが封入されている。
また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）、前記封止部間に形成された気密部における中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合に以下の式を満足する管状ヒータである。

Ｗａ≧２０００
Ｌ≦４５

また、前記封入されるガスに対する前記窒素ガスの体積濃度をＸ（ｖｏｌ％）、臭素の添加量をＹ（ｍｇ／ｃｍ^３）とした場合に以下の式を満足する。

Ｙ≧−０．０３１１Ｘ＋０．０２８

この管状ヒータによれば、気中放電の発生を抑制することができる。その結果、管状ヒータの破損を無くし、寿命を伸ばすことができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度Ｘは、３０ｖｏｌ％以下である管状ヒータである。
この管状ヒータによれば、気中放電とコイルの損傷とバルブの内部が黒化することを抑制することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記臭素の添加量Ｙは、０．０５ｍｇ／ｃｍ^３以下である管状ヒータである。
この管状ヒータによれば、気中放電とコイル３の損傷とを抑制することができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記臭素の添加量Ｙは、０．００６ｍｇ／ｃｍ^３以上である管状ヒータである。
この管状ヒータによれば、気中放電とコイル３の損傷とを抑制することができ、かつ、バルブの内部が黒化することを抑制することができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記封止部の内部に設けられた箔部と；一端が前記コイルと電気的に接続され、他端が前記箔部と電気的に接続されたインナーリードと；をさらに具備した管状ヒータである。そして、前記インナーリードの直径寸法は、０．４５ｍｍ以下とされている。
この管状ヒータによれば、仮に気中放電が発生した場合には、比較的短時間のうちにインナーリードを断線させることができるので、管状ヒータが破損するのを抑制することができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの管状ヒータを複数具備した加熱モジュールである。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、以下に例示をする管状ヒータは、ペットボトルの成型などにおいて、被照射体に対する加熱などに用いることができる。ただし、管状ヒータの用途はこれに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る管状ヒータ１を例示するための模式図である。
図１（ａ）は管状ヒータ１の模式図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ部拡大図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、管状ヒータ１には、バルブ２、コイル３、アンカー４、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、封止部８、チップ９が設けられている。
バルブ２は、両端側が同じ方向に向けて湾曲している。例えば、バルブ２は、略コの字状を呈したものとすることができる。
バルブ２は、例えば、石英ガラスなどから形成されている。ただし、バルブ２の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

バルブ２は、中空の管状体からなり、コイル３、アンカー４、インナーリード５を内部に収納することができるようになっている。
また、バルブ２の内部には不活性ガス（図示しない）と、窒素ガス（Ｎ_２）（図示しない）と、臭素と、を含むガス（図示しない）が封入されている。
この場合、不活性ガスとしては、例えば、クリプトン、アルゴン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む混合ガスとすることができる。
また、臭素は、例えば二臭化メタンのガスとして封入することができる。
なお、バルブ２の内部に封入されるガスに関する詳細は後述する。

コイル３は、例えば、タングステンなどからなる線材を巻き回して形成されたものとすることができる。図１（ａ）に例示をしたものにおいては、コイル３は、バルブ２の内部に一体的に設けられている。なお、コイル３は、例えば、少なくとも１つ設けられていればよい。
なお、コイル３の数、直径寸法、長さ、配置などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

アンカー４は、コイル３を支持する。この場合、アンカー４は、バルブ２の内部の略中央にコイル３を支持するものとすることができる。アンカー４は、コイル３に略等間隔で設けるようにすることができる。また、例えば、アンカー４は、図１（ｂ）に示すように、耐熱性を有する線材を巻回して形成されたものとすることができる。アンカー４は、例えば、タングステンなどからなる線材を巻き回して形成されたものとすることができる。
なお、アンカー４の形態、大きさ、材料、数、配置などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

インナーリード５は、導電性を有する線材から形成されている。インナーリード５は、例えば、コイル３と同じ材料から形成することができる。インナーリード５は、例えば、タングステンなどから形成することができる。

インナーリード５は、バルブ２の両端側にそれぞれ設けられている。インナーリード５の一方の端部は、コイル３と電気的に接続されている。インナーリード５の他方の端部は、箔部６と電気的に接続されている。
ここで、コイル３を箔部６に電気的に接続することもできる。しかしながら、箔部６は管状ヒータ１の端部に設けられるため、箔部６に接続されるコイル３の温度が低下し、封入ガスに含まれるハロゲン（臭素）によりエッチングされるおそれがある。

そのため、コイル３の線材の直径寸法よりも大きな直径寸法Ｄを有するインナーリード５を設け、エッチングによる断線を抑制するようにしている。
この場合、インナーリード５の直径寸法Ｄを大きくしすぎると、気中放電が発生した場合に放電持続時間が長くなり管状ヒータ１が破損する確率が高くなる。

本発明者らの得た知見によれば、インナーリード５の直径寸法Ｄを０．４５ｍｍ以下とすれば、仮に気中放電が発生した場合には、比較的短時間のうちにインナーリード５を断線させることができるので、管状ヒータ１が破損するのを抑制することができる。
すなわち、インナーリード５の直径寸法Ｄは、コイル３の線材の直径寸法よりも大きく、０．４５ｍｍ以下とすることが好ましい。

箔部６は、導電性を有する材料から形成されている。箔部６は、バルブ２の両端側にそれぞれ設けられた封止部８の内部に設けられている。また、箔部６の熱膨張係数は、封止部８（バルブ２）の熱膨張係数と近似したものとなっている。例えば、封止部８が石英ガラスから形成される場合には、箔部６はモリブデン（Ｍｏ）から形成されるものとすることができる。箔部６は、例えば、矩形状を呈するものとすることができる。
なお、箔部６の材料、大きさ、形状などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

アウターリード７は、導電性を有する線材から形成されている。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、アウターリード７の箔部６側は封止部８の内部に埋め込まれている。そのため、アウターリード７の熱膨張係数は、封止部８（バルブ２）の熱膨張係数と近似したものとなっている。例えば、封止部８が石英ガラスから形成される場合には、アウターリード７箔部６はモリブデン（Ｍｏ）から形成されるものとすることができる。

アウターリード７は、バルブ２の両端側にそれぞれ設けられている。アウターリード７の一方の端部は、箔部６と電気的に接続されている。アウターリード７の他方の端部は、封止部８を貫通し、外部に向けて伸びている。アウターリード７と封止部８との間は密着しており、気密状態が保たれるようになっている。

封止部８は、バルブ２の両端側にそれぞれ設けられている。封止部８は、例えば、ピンチシール法と呼ばれる封止方法を用いて形成することができる。
ピンチシール法による封止部の形成は、例えば、以下のようにして行うことができる。
まず、アウターリード７、箔部６、インナーリード５、コイル３、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、がこの順に直列接続され、所定の位置にアンカー４が設けられたものを作成する。
次に、これをバルブ２の内部に挿入し、バルブ２の両端の開口を図示しない栓で塞ぐ。この際、バルブ２の内部に不活性ガスを封入する。次に、バルブ２の封止部８となる部分をバーナーなどを用いて加熱する。バルブ２の封止部８となる部分は、加熱されることにより軟化し、図示しないピンチャーによってバルブ２の封止部８となる部分が押しつぶされ、箔部６が埋め込まれた封止部８が形成される。
なお、封止部８の形成方法は、ピンチシール法に限らず、例えば、シュリンクシール法（減圧封止法）と呼ばれる封止方法を用いて形成することもできる。
シュリンクシール法による封止部８の形成は、例えば、以下のようにして行うことができる。
まず、アウターリード７、箔部６、インナーリード５、コイル３、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、がこの順に直列接続され、所定の位置にアンカー４が設けられたものを作成する。

次に、これをバルブ２の内部に挿入し、バルブ２の両端の開口を図示しない栓で塞ぐ。この際、バルブ２の内部に不活性ガスを封入するとともに、バルブ２の内部を減圧する。
次に、バルブ２の封止部８となる部分をバーナーなどを用いて加熱する。バルブ２の封止部８となる部分は、加熱されることにより軟化し、負圧によってバルブ２の封止部８となる部分が押しつぶされ、箔部６が埋め込まれた封止部８が形成される。

シュリンクシール法によれば、ピンチシール法のように肉厚が偏ることがない。そのため、封止部８の強度を向上させることができる。
チップ９は、バルブ２の略中央に設けられている。チップ９は、気密に封止されたバルブ２の内部に、不活性ガスや窒素ガスや臭素を封入するために設けられたガラス管（図示しない）を、不活性ガスや窒素ガスや臭素を封入した後に加熱して焼ききった残留分である。チップ９は、例えば、バルブ２と同じように、石英ガラスなどから形成されている。ただし、チップ９の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、管状ヒータ１においては、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）とした場合、Ｗａ≧２０００となっている。そして、管状ヒータ１の封止部８間に形成された気密部２ａにおける中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合、Ｌ≦４５となっている。

次に、バルブ２の内部に封入されるガスについてさらに説明する。
ここで、管状ヒータにおいては、電圧を印加した瞬間に大電流、いわゆる突入電流が発生する。この突入電流を低減するため、タングステンとレニウムを含む線材を巻き回して形成されたコイルを用いるとバルブ内で気中放電が発生しやすくなる。
すなわち、タングステンにレニウムを添加すると、電子放射性が増し、また、管状ヒータの点灯直後にコイルの抵抗値が増す。そのため、管状ヒータ内で気中放電が発生しやすくなる。

また、コイルが断線すると、断線したコイル間に高電圧が印可されるため、断線したコイル間において気中放電が発生する場合がある。この場合、図１（ａ）に示したような高負荷で略コの字状の管状ヒータとすれば、管状ヒータを点灯した際、断線状態でないにも係わらず、点灯直後に管状ヒータの内部全域に亘って気中放電が発生しやすくなる。
そして、気中放電が発生すると、管状ヒータが破損するおそれがある。

本発明者らの得た知見によれば、バルブ２の内部に封入されるガスの適正化を図れば、気中放電の発生を抑制することができる。
前述したように、バルブ２の内部に封入されるガスは、不活性ガスと、窒素ガスと、臭素とを含むものとされている。不活性ガスとしては、例えば、クリプトン、アルゴン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む混合ガスとすることができる。

本発明者らの得た知見によれば、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量とを適正化すれば、気中放電の発生を抑制することができる。
ここで、不活性ガスに窒素ガスを添加すれば、不活性ガスのみの場合と比べて気中放電を抑制することができる。
気中放電が抑制される理由は必ずしも明らかではないが、例えば、以下のことが考えられる。

窒素ガスが添加された、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む不活性ガスの絶縁破壊電圧は、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む不活性ガスのみで構成された混合ガスの絶縁破壊電圧よりも高くなる。
つまり、不活性ガスに窒素ガスを添加すると、絶縁破壊電圧を高くすることができるので、気中放電の発生を抑制することができる。

また、アルゴン、クリプトン、キセノンは、いずれも、単原子の気体である。一方、窒素ガスは二原子分子である。そのため、窒素分子の外部よりエネルギーが投入されても、窒素分子の振動や収縮、膨張によってエネルギーを吸収しやすい。

以上のことより、不活性ガスのみの場合に比べて、不活性ガスに窒素ガスを添加した場合の方が気中放電が生じにくくなると考えられる。
また、後述する表１に示すように、不活性ガスに臭素を添加すれば、不活性ガスのみの場合と比べて気中放電を抑制することができる。

表１は、不活性ガスに窒素ガスと臭素を添加した場合における気中放電の発生を例示するものである。
なお、表１におけるＸは気密部２ａに封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度（ｖｏｌ％）であり、Ｙは臭素の添加量（ｍｇ／ｃｍ^３）である。
また、この試験で用いられる管状ヒータの仕様は以下のとおりである。
管状ヒータに投入される電力Ｗａは、３５００ｗ（ワット）とした。
中心軸の距離Ｌは、２８ｃｍ（センチメートル）とした。
気密部２ａに封入されるガスは、アルゴンに窒素ガスを添加したガスとした。
ガス圧は、１．５ａｔｍ（アトム）とした。
耐圧試験における点灯条件は、３分間点灯（ＯＮ）、７分間消灯（ＯＦＦ）を５セットとした。
耐圧試験における電圧は、ピーク値が６７２ｖ（ボルト）、実効値が４８０ｖ（ボルト）とした。
また、表１中の「○」は気中放電が発生しなかった場合、「×」は気中放電が発生した場合である。なお、気中放電が発生したか否かの判定は目視によるものとした。

図２は、不活性ガスに窒素ガスと臭素を添加した場合における気中放電の発生を例示するグラフ図である。
なお、横軸のＸは気密部２ａに封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度（ｖｏｌ％）であり、縦軸のＹは臭素の添加量（ｍｇ／ｃｍ^３）である。
この場合、臭素の添加量は、以下のとおり定義する。すなわち、封入した二臭化メタンガスの封入量（ｃｍ^３）を元に、気体の状態方程式で常温（２７℃）の場合の物質量（ｍｏｌ）を求める。管状ヒータ内での臭素原子は、例えば、管状ヒータ内の水素原子と反応して臭化水素に変化したり、コイルの成分であるタングステンと反応して臭化タングステンに変化したり、臭素原子同士が反応して臭素ガスになるため、その挙動を一意的に決定することは困難である。そのため、ここでは封入した二臭化メタン一分子当たりから臭素原子が２個生成すると仮定して、二臭化メタンの物質量を二倍することにより、臭素原子の添加量（ｍｇ）を求め、管状ヒータの容積で除した（ｍｇ／ｃｍ^３）ものを臭素の添加量とした。
また、図２中の「◆」は気中放電が発生しなかった場合、「■」は気中放電が発生した場合である。なお、気中放電が発生したか否かの判定は目視によるものとした。

図２、表１から分かるように、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量とを適正化すれば、気中放電の発生を抑制することができる。
この場合、Ｙ≧−０．０３１１Ｘ＋０．０２８となるようにすれば、気中放電の発生を抑制することができる。

ただし、臭素の添加量を多くしすぎると、コイル３とインナーリード５の損傷が激しくなる。
また、窒素ガスの添加量を多くしすぎると、窒化タングステンが生成され、コイル３が損傷するという現象が生じる。その結果、バルブ２の内部が黒化したり、コイル３自体が断線する。バルブ２の内部が黒化すると、管状ヒータ１の発光性能が低下するので、管状ヒータ１の品質が低下することになる。また、コイル３自体が断線すると、管状ヒータ１内で気中放電が発生し、管状ヒータ１が破損するおそれがある。

本発明者らの得た知見によれば、気中放電とコイル３の損傷とを抑制するためには、気密部２ａに封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度Ｘを３０ｖｏｌ％以下、臭素の添加量Ｙを０．０５ｍｇ／ｃｍ^３以下とすることが好ましい。
この場合、臭素の添加量を余り少なくすると、タングステンが蒸発して黒化が生じるおそれがある。そのため、臭素の添加量Ｙは、０．００６ｍｇ／ｃｍ^３以上とすることが好ましい。
なお、コイル３は、例えば、少なくとも１つ設けられていればよい。また、コイル３が複数の場合には、コイル３とコイル３の間に接続部３ａを設けることができる。この場合、接続部３ａは、コイル３の線材と同じものとすることができる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る管状ヒータ１ａを例示するための模式図である。
図３に示すように、管状ヒータ１ａには、バルブ１２、コイル３、アンカー４、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、封止部８が設けられている。
バルブ１２は、真っ直ぐな管状体（直管）とすることができる。
バルブ１２は、例えば、石英ガラスなどから形成されている。ただし、バルブ１２の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

バルブ１２は、コイル３、アンカー４、インナーリード５を内部に収納することができるようになっている。
また、バルブ１２の内部には不活性ガスと、窒素ガスと、臭素とを含むガスが封入されている。
この場合、不活性ガスとしては、例えば、クリプトン、アルゴン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む混合ガスとすることができる。
なお、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）とした場合、Ｗａ≧２０００となっている。そして、管状ヒータ１ａの封止部８間に形成された気密部１２ａにおける中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合、Ｌ≦４５となっている。

本実施の形態に係る管状ヒータ１ａにおいても、前述した管状ヒータ１と同様に気中放電の発生などを抑制することができる。
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る管状ヒータ１ｂを例示するための模式図である。
図４に示すように、管状ヒータ１ｂには、バルブ２２、コイル３、アンカー４、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、封止部８が設けられている。

バルブ２２は、屈曲した管状体とすることができる。例えば、バルブ２２は、略への字状を呈したものとすることができる。
バルブ２２は、例えば、石英ガラスなどから形成されている。ただし、バルブ２２の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

バルブ２２は、コイル３、アンカー４、インナーリード５を内部に収納することができるようになっている。
また、バルブ２２の内部には不活性ガスと、窒素ガスと、臭素とを含むガスが封入されている。
この場合、不活性ガスとしては、例えば、クリプトン、アルゴン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む混合ガスとすることができる。
なお、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）とした場合、Ｗａ≧２０００となっている。そして、管状ヒータ１ｂの封止部８間に形成された気密部２２ａにおける中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合、Ｌ≦４５となっている。

本実施の形態に係る管状ヒータ１ｂにおいても、前述した管状ヒータ１と同様に気中放電の発生などを抑制することができる。
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る管状ヒータ１ｃを例示するための模式図である。
図５に示すように、管状ヒータ１ｃには、バルブ３２、コイル３、アンカー４、インナーリード５、箔部６、アウターリード７、封止部８が設けられている。

バルブ３２は、湾曲した管状体とすることができる。例えば、バルブ３２は、略Ｕの字状を呈したものとすることができる。
バルブ３２は、例えば、石英ガラスなどから形成されている。ただし、バルブ３２の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

バルブ３２は、コイル３、アンカー４、インナーリード５を内部に収納することができるようになっている。
また、バルブ３２の内部には不活性ガスと、窒素ガスと、臭素とを含むガスが封入されている。
この場合、不活性ガスとしては、例えば、クリプトン、アルゴン、キセノンなどの単体、あるいは、これらのうち少なくとも２種を含む混合ガスとすることができる。
なお、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

また、定格電力をＷａ（ｗ；ワット）とした場合、Ｗａ≧２０００となっている。そして、管状ヒータ１ｃの封止部８間に形成された気密部３２ａにおける中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合、Ｌ≦４５となっている。

本実施の形態に係る管状ヒータ１ｃにおいても、前述した管状ヒータ１と同様に気中放電の発生などを抑制することができる。

以上に例示をしたように、封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度と、臭素の添加量を前述のようにすれば、管状ヒータの外観形態に係わらず気中放電の発生などを抑制することができる。

（第５の実施の形態）
図６は、第５の実施形態に係る加熱モジュールＭを例示するための模式図である。
図６に示すように、加熱モジュールＭには、８灯の管状ヒータ１が設けられている。また、管状ヒータ１の両端の封止部８がモジュールＭ内部に収容されている。このような構成とすることで、加熱モジュールＭが管状ヒータ１の長手方向に複数連結した状態となっても、モジュールの境目の部分で光量が低下することを防ぐことが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１管状ヒータ、１ａ〜１ｃ管状ヒータ、２バルブ、２ａ気密部、３コイル、３ａ接続部、４アンカー、５インナーリード、６箔部、７アウターリード、８封止部、１２バルブ、１２ａ気密部、２２バルブ、２２ａ気密部、３２バルブ、３２ａ気密部

Claims

管状のバルブと；
前記バルブの内部に設けられたコイルと；
前記バルブの両端側にそれぞれ設けられた封止部と；
を具備し、
前記バルブの内部には、不活性ガスと、窒素ガスと、臭素と、を含むガスが封入され、
定格電力をＷａ（ｗ；ワット）、前記封止部間に形成された気密部における中心軸の距離をＬ（ｃｍ；センチメートル）とした場合に、以下の式を満足し、
Ｗａ≧２０００
Ｌ≦４５
前記封入されたガスに対する前記窒素ガスの体積濃度をＸ（ｖｏｌ％）、臭素の添加量をＹ（ｍｇ／ｃｍ^３）とした場合に、以下の式を満足する管状ヒータ。
Ｙ≧−０．０３１１Ｘ＋０．０２８
前記封入されるガスに対する窒素ガスの体積濃度Ｘは、３０ｖｏｌ％以下である請求項１記載の管状ヒータ。
前記臭素の添加量Ｙは、０．０５ｍｇ／ｃｍ^３以下である請求項１または２に記載の管状ヒータ。
前記臭素の添加量Ｙは、０．００６ｍｇ／ｃｍ^３以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の管状ヒータ。
前記封止部の内部に設けられた箔部と；
一端が前記コイルと電気的に接続され、他端が前記箔部と電気的に接続されたインナーリードと；
をさらに具備し、
前記インナーリードの直径寸法は、０．４５ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれか１つに記載の管状ヒータ。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の管状ヒータを複数具備した加熱モジュール。