JP5672569B2 - Discharge lamp - Google Patents
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Description
この発明は、陰極に電子放射を良好にするためのエミッタを含有してなる放電ランプに関するものであり、特に、トリウム以外のエミッタを含有してなる放電ランプに係わるものである。 The present invention relates to a discharge lamp including an emitter for improving electron emission at a cathode, and particularly to a discharge lamp including an emitter other than thorium.
一般に、高入力で高輝度な放電ランプなどにおいては、その陰極には、電子放射を容易にするためにエミッタが添加されている。例えば、特開2012−15008号公報(特許文献1)には、エミッタとして酸化トリウムを含有する放電ランプ用の陰極が開示されている。
しかしながら、トリウムは放射性物質として法的規制の対象であり、その管理や取り扱いに慎重な配慮が必要であって、そのためにトリウムに代わる代替物質が要望されている。
Generally, in a discharge lamp with high input and high brightness, an emitter is added to the cathode to facilitate electron emission. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-15008 (Patent Document 1) discloses a cathode for a discharge lamp containing thorium oxide as an emitter.
However, thorium is subject to legal regulations as a radioactive substance, and careful management is required for its management and handling. Therefore, an alternative substance to replace thorium is desired.
そのトリウムに代わる代替物質として、希土類元素及びその化合物を用いるものが提案されている。希土類元素は、仕事関数(一般的に、物質表面から外方へ電子が飛び出す際に必要なエネルギー量を指す)が低く電子放射に優れた物質であり、トリウムの代替物質として期待されている。
特開2005−519435号公報(特許文献2)には、陰極の材料であるタングステンにエミッタとして付加的に酸化ランタン(La2O3)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などを含有させた放電ランプが開示されている。
As an alternative to the thorium, materials using rare earth elements and their compounds have been proposed. Rare earth elements are materials that have a low work function (generally indicating the amount of energy required when electrons are emitted from the material surface to the outside) and are excellent in electron emission, and are expected as substitutes for thorium.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-519435 (Patent Document 2) additionally discloses lanthanum oxide (La 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ) and the like as an emitter to tungsten which is a cathode material. Disclosed is a discharge lamp.
しかしながら、酸化ランタン(La2O3)のような希土類酸化物は、酸化トリウム(ThO2)より蒸気圧が高いために比較的蒸発しやすい。そのため、陰極に含有させるエミッタとして酸化トリウムに代えて希土類酸化物を用いた場合、当該希土類酸化物が過度に蒸発してしまい、早期に枯渇してしまうという事態が発生する。このエミッタの枯渇により、陰極における電子放射機能が失われてしまい、フリッカーが生じてしまってランプ寿命が短くなるという問題がある。
また、電子放射特性に寄与するエミッタは陰極の先端に存在するものだけであり、陰極後端から先端に向けての運搬が迅速に行われないことも一因といえる。このためトリウム以外のエミッタ物質を使った放電ランプにおいては、点灯が早期に不安定になるなどの問題がいまだ残るというのが実情である。特に、1kW以上の高入力の放電ランプにあっては、希土類元素やバリウム系物質の蒸気は、放電ランプを不安定な点灯に導くことが顕著である。
However, since rare earth oxides such as lanthanum oxide (La 2 O 3 ) have a higher vapor pressure than thorium oxide (ThO 2 ), they are relatively easy to evaporate. Therefore, when a rare earth oxide is used instead of thorium oxide as an emitter to be contained in the cathode, the rare earth oxide is excessively evaporated and depleted at an early stage. Due to the exhaustion of the emitter, there is a problem that the electron emission function at the cathode is lost, flicker occurs, and the lamp life is shortened.
In addition, only the emitter that contributes to the electron emission characteristics is present at the tip of the cathode, and it can be said that this is because the transport from the cathode rear end toward the tip is not performed quickly. For this reason, in discharge lamps using emitter materials other than thorium, there are still problems such as unstable lighting at an early stage. In particular, in a discharge lamp with a high input of 1 kW or more, it is remarkable that the vapor of rare earth elements or barium-based substances leads the discharge lamp to unstable lighting.
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管の内部に、陰極と陽極とが対向配置された放電ランプにおいて、陰極にトリウム以外のエミッタを添加しても、当該エミッタの早期の枯渇を防止して、電子放出機能を長時間維持し、ランプのフリッカー寿命の長期化を図るようにするとともに、当初の点灯時の点灯始動性に優れた構造を提供しようとするものである。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a discharge lamp in which a cathode and an anode are arranged opposite to each other inside an arc tube, and even if an emitter other than thorium is added to the cathode, An object of the present invention is to prevent the exhaustion, maintain the electron emission function for a long time, extend the life of the flicker of the lamp, and provide a structure excellent in lighting startability at the initial lighting.
上記課題を解決するために、この発明では、前記陰極が、本体部とその先端側に接合された先端部とからなり、前記本体部は、トリウムを含まない高融点金属材料から構成され、前記先端部は、エミッタ(トリウムを除く)が含有された高融点金属材料から構成されるとともに、前記本体部および/または先端部の内部に形成された密閉空間内に、前記先端部に含有されたエミッタ濃度よりも高濃度のエミッタ(トリウムを除く)が含有された焼結体が埋設されていることを特徴とする。
また、前記エミッタが、酸化ランタン(La2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化サマリウム(Sm2O3)、酸化プラセオジム(Pr6O11)、酸化ネオジム(Nd2O3)あるいは酸化ハフニウム(HfO2)のいずれか、もしくは、その組み合わせであることを特徴とする。
また、前記先端部のエミッタ濃度(CF)が0.5wt%≦CF≦5wt%であり、前記密閉空間に埋設された前記焼結体のエミッタ濃度(CB)が10wt%≦CB≦80wt%であって、且つ、CF<CBであることを特徴とする。
また、前記焼結体の先端が、前記先端部に当接していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the present invention, the cathode is composed of a main body portion and a front end portion joined to the front end side thereof, and the main body portion is made of a refractory metal material not containing thorium, The tip portion is made of a refractory metal material containing an emitter (excluding thorium) and contained in the tip portion in a sealed space formed inside the body portion and / or the tip portion. A sintered body containing an emitter (excluding thorium) having a higher concentration than the emitter concentration is embedded.
The emitter is lanthanum oxide (La 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ), samarium oxide (Sm 2 O 3 ), praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ), oxide One of neodymium (Nd 2 O 3 ) and hafnium oxide (HfO 2 ), or a combination thereof.
Further, the emitter concentration (CF) at the tip portion is 0.5 wt% ≦ CF ≦ 5 wt%, and the emitter concentration (CB) of the sintered body embedded in the sealed space is 10 wt% ≦ CB ≦ 80 wt%. And CF <CB.
The tip of the sintered body is in contact with the tip.
また、前記密封空間において、前記焼結体と共に該焼結体に含まれるエミッタを還元する還元剤が封入されていることを特徴とする。
また、前記還元剤は箔状であって、前記焼結体の周囲に巻かれて配置されていることを特徴とする。
また、前記還元剤は粉体状態であり、前記焼結体内に分散して含有されていることを特徴とする。
また、前記還元剤は、前記焼結体の後端に沿って配置されていることを特徴とする。
また、前記還元剤は、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)のいずれかであることを特徴とする。
In the sealed space, a reducing agent for reducing the emitter included in the sintered body is enclosed together with the sintered body.
The reducing agent is foil-shaped and is wound around the sintered body.
Further, the reducing agent is in a powder state and is dispersed and contained in the sintered body.
Further, the reducing agent is arranged along the rear end of the sintered body.
The reducing agent is any one of titanium (Ti), tantalum (Ta), vanadium (V), and niobium (Nb).
本発明によれば、トリウムを含まない本体部の先端に、トリウム以外のエミッタが含有された先端部が接合され、前記本体部および/または先端部の内部に形成された密閉空間内に、前記先端部に含有されたエミッタ濃度よりも高濃度のエミッタ(トリウムを除く)が含有された焼結体が埋設されているので、放電ランプを当初に点灯する際には、先端部に含まれたエミッタ(トリウムを除く)が先端部を被覆することにより良好な点灯性がもたらされる。
点灯時間に応じて、先端部に当初含有されたエミッタは消費されるが、陰極内部の高濃度エミッタが含有された焼結体から、エミッタが先端部側に拡散供給されてくるので、先端部でエミッタが枯渇することなく、良好な点灯性は安定的に長期間維持される。
この焼結体は、陰極内部に埋設されているため、放電アークに直接曝されることがなく、アークによって過熱されることが抑制されるので、過度に蒸発してエミッタが早期に枯渇してしまうようなことがない。
また、所定時間の点灯後に消灯し、陰極が冷却された際には、点灯時に焼結体から拡散してくるエミッタが先端部内で留まるために、その後の再点灯時には、この先端部内のエミッタがその点灯性を良好なものとしてくれるものである。
According to the present invention, a tip portion containing an emitter other than thorium is joined to a tip of a main body portion that does not contain thorium, and in the sealed space formed in the main body portion and / or the tip portion, Since a sintered body containing an emitter (excluding thorium) with a higher concentration than the emitter concentration contained in the tip is embedded, it was included in the tip when the discharge lamp was initially turned on. The emitter (excluding thorium) covers the tip portion to provide good lighting performance.
Depending on the lighting time, the emitter initially contained in the tip is consumed, but the emitter is diffused and supplied to the tip from the sintered body containing the high-concentration emitter inside the cathode. Thus, good lighting performance is stably maintained for a long time without depletion of the emitter.
Since this sintered body is embedded in the cathode, it is not directly exposed to the discharge arc, and it is suppressed from being overheated by the arc. There is no such thing.
In addition, when the cathode is cooled after being turned on for a predetermined time and the cathode is cooled, the emitter diffused from the sintered body at the time of lighting stays in the tip portion. The lighting performance is made good.
図1は、この発明の陰極構造を有する放電ランプの全体構造を示し、放電ランプ1は発光管2の内部に陰極3と陽極4とが対向配置されている。
図2に示されるように、陰極3は、本体部31と、その先端に接合された先端部32とからなる。
前記本体部31は、トリウムを含まない、タングステンやモリブデンなどの高融点金属材料からなる。
そして、前記先端部32は、前記本体部31の先端側、即ち、陽極4と対向する面に固相接合、溶接などの適宜な接合手段により接合されている。当該先端部32には、トリウム以外のエミッタが適宜含有量で含有されている(以下、先端部に含まれるエミッタを第1エミッタともいう)。
このトリウム以外の第1エミッタとしては、例えば、酸化ランタン(La2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化サマリウム(Sm2O3)、酸化プラセオジム(Pr6O11)、酸化ネオジム(Nd2O3)あるいは酸化ハフニウム(HfO2)などが単体、もしくはその組み合わせで用いられる。
FIG. 1 shows the overall structure of a discharge lamp having a cathode structure according to the present invention. In a discharge lamp 1, a
As shown in FIG. 2, the
The
The
As the first emitter other than thorium, for example, lanthanum oxide (La 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ), samarium oxide (Sm 2 O 3 ), praseodymium oxide (Pr) 6 O 11 ), neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), or the like is used alone or in combination.
ここで、第1エミッタの含有量は、例えば、0.5重量%〜5.0重量%と低めに設定される。この第1エミッタは、ランプの当初の点灯時に始動性を確保するためのものであって、濃度が低めに設定されるのは、放電アークに曝されてエミッタが過度に蒸発することを防止するためである。
つまり、第1エミッタの含有量が、0.5重量%未満の場合、点灯初期において電子放出に必要となるエミッタ濃度を確保できず、ランプ電圧の上昇や変動の増大が、発生する。また、含有量が、5.0重量%を超えてしまうと、タングステン材料等の製造の際に、焼結体が脆くなってしまい、焼結工程やスウェージ工程での割れに起因する破損が発生しやすくなるだけでなく、仮に、製造できた場合でも、先端部に使用した場合に、エミッタの蒸発が顕著になり、バルブの黒化(白濁)を促進してしまうため好ましくない。
Here, the content of the first emitter is set low, for example, 0.5 wt% to 5.0 wt%. This first emitter is for ensuring startability when the lamp is initially turned on, and the concentration is set low to prevent the emitter from being excessively evaporated by being exposed to the discharge arc. Because.
That is, when the content of the first emitter is less than 0.5% by weight, the emitter concentration necessary for electron emission cannot be ensured in the initial stage of lighting, and the lamp voltage increases and the fluctuation increases. In addition, if the content exceeds 5.0% by weight, the sintered body becomes brittle during the production of tungsten materials and the like, and breakage due to cracks in the sintering process and the swaging process occurs. Not only is it easy to make it, but even if it can be manufactured, when used at the tip, the evaporation of the emitter becomes noticeable and promotes blackening (white turbidity) of the valve, which is not preferable.
図2に示されるように、陰極3の内部には、密閉空間33が形成されていて、該密閉空間33内には、トリウム以外のエミッタが含有された焼結体34が埋設されている。
図2(A)は、密閉空間33が本体部31側に形成されていて、焼結体34は実質的には、該本体部31内に埋設されている。
図2(B)は、密閉空間33が、本体部31と先端部32とに跨って形成されていて、焼結体34はこの本体部31と先端部32とに跨るように埋設されている。
図2(C)は、密閉空間33が先端部32側に形成されていて、焼結体34は、実質的には、該先端部32内に埋設されている。
当然ながら、これらの形態のいずれかによって、先端部32の寸法、特に、厚さ寸法が異なってくるものであり、そのいずれを選択するかは、製造面での容易性と、先端部32の厚さに依存するコスト、あるいは全体の製造コストなどの兼ね合いで適宜に選択される。
As shown in FIG. 2, a sealed
In FIG. 2A, the sealed
In FIG. 2B, the sealed
In FIG. 2C, the sealed
Of course, the dimensions of the
前記焼結体34には、トリウム以外のエミッタ(以下、焼結体34に含有されるエミッタを第2エミッタともいう)が含有されていて、例えば、前記した先端部32に有されるものと同様に、タングステン等の構成材料に、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ガドリニウム、酸化サマリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジムあるいは酸化ハフニウムの単体もしくはその組み合わせを混入して、焼結したものが使われる。
そして、この焼結体34に含有される第2エミッタの濃度は、前記先端部32に含有される第1エミッタの濃度よりも高濃度に設定されていて、その濃度は、例えば、10重量%〜80重量%である。
この第2エミッタの濃度が、10重量%未満であると、陰極3内部に格納できる焼結体34のサイズの関係から、陰極先端部32に供給するエミッタ量を確保することが難しくなってしまう。また、80重量%を超えてしまうと、焼結体34のタングステン等の構成材料の割合が減少してしまい、酸化物の還元による生成物が減少してしまうため、いずれの場合も、陰極の寿命を短くしてしまうことになる。
The sintered
And the density | concentration of the 2nd emitter contained in this
If the concentration of the second emitter is less than 10% by weight, it becomes difficult to secure the amount of emitter supplied to the
この焼結体34中に含有する第2エミッタは、陰極3内部に埋設されていることにより、放電アークに直接曝されることがなく、必要以上に加熱されることがないので過度に蒸発することがない。また、焼結体34はランプ点灯に伴い適宜に加熱され、該焼結体34中の第2エミッタは濃度拡散によって先端部32側に移動供給されていく。これにより、先端部32ではエミッタが枯渇することがなく、安定的な点灯性が持続される。
しかして、この焼結体34は、陰極先端側の端面が先端部32に当接した状態であることが望ましい。こうすることにより、焼結体34に含まれる第2エミッタがランプ点灯中に、先端部32に当接していることにより、エミッタが粒界拡散によって先端部32側に円滑に且つ速やかに移動して確実に供給されるようになる。
Since the second emitter contained in the
Therefore, it is desirable that the
なお、前述の第1エミッタと第2エミッタとは、同材料であってもよいし、別材料であってもよい。例えば、第1エミッタと第2エミッタがともに酸化ランタンと同一材料であり、また、第1エミッタが酸化ランタンと酸化ジルコニウムからなり、第2エミッタが酸化セリウムと別材料であるというように、その組み合わせは任意である。 The first emitter and the second emitter described above may be made of the same material or different materials. For example, the first emitter and the second emitter are both made of the same material as lanthanum oxide, the first emitter is made of lanthanum oxide and zirconium oxide, and the second emitter is made of a material different from cerium oxide. Is optional.
本発明の陰極3を構成する先端部32と焼結体34の機能と作用について説明する。先端部32には、電子放出を行う先端面にエミッタを輸送する拡散経路が構成されており、当初点灯時には、この先端部32に含有されている第1エミッタが先端面に輸送されて電子放出を行い、確実な初期点灯がなされる。この点灯により先端部32に当初含まれていた第1エミッタは消費されるが、そのエミッタが枯渇するまでに、陰極3内に埋設された焼結体34中の第2エミッタが、先端部32の拡散経路を通って、先端面に供給されていくことにより、先端面でのエミッタの枯渇が生じない。
The function and operation of the
なお、前述のとおり、本体部31はトリウムを含まないタングステンなどの高融点金属からなるものであるが、トリウム以外のエミッタを含むことを排除するものではない。その場合、高濃度の焼結体34が存在するので、エミッタを先端部32に供給するという点については、本体部31にトリウム以外のエミッタを含むことに特段の利点は存在しないかもしれないが、本体部31と先端部32が同一の材料から構成されることで両者の接合が容易になるなどの別の利点を有する。
As described above, the
本発明の陰極構造について一寸法例を示すと以下の通りである。
陰極の外径:φ15mm、軸方向の長さ:60mm
先端部の寸法:軸方向長さ2mm、材料例:酸化ランタン(エミッタ)、酸化ジルコニウム(タングステン粒子粗大化抑制剤)をドープしたタングステン
本体部の寸法:軸方向長さ58mm、材料例:酸化ジルコニウムをドープしたタングステン
焼結体の寸法:φ2mm、軸方向長さ:5mm、材料例:酸化セリウム、タングステンを重量比 1:2で混合、成型、焼結したもの。
An example of the dimensions of the cathode structure of the present invention is as follows.
Cathode outer diameter: φ15 mm, axial length: 60 mm
Dimension of tip part:
次いで、本発明に係る陰極の製造工程を、図3を用いて説明する。
陰極3内部の密閉空間33内に埋設する焼結体34は、エミッタ(CeO2)とタングステン(W)の配合比を、1:2で、混合し、バインダ(ステアリン酸)を添加した上で、加圧プレス機により成型を行う。この後、水素中で1000℃の温度で脱脂・仮焼結を行った上で、真空中での本焼結をタングステン炉中において、1700〜2000℃、好ましくは1800〜1900℃、1hで行うことで、製作する。
陰極の先端部32は、La2O3及びZrO2ドープタングステンとし、本体部31は、ZrO2ドープタングステンである。ともに、真空中で2300℃〜2500℃の温度で焼結する。このようにエミッタが含有されたタングステンをより高い温度(例えば、3000℃)で焼結すると、エミッタが蒸発して消失してしまうので、好ましくはない。
なお、本体部31にエミッタを含有しない形態の場合には、それよりももっと高い温度、例えば2700℃〜3000℃で焼結することもできる。
Next, the manufacturing process of the cathode according to the present invention will be described with reference to FIG.
The
The
In the case where the
先ず図3(A)に示すように、本体部31を構成する本体部材31aの先端側に密閉空間33を構成する穴33aを形成し、該穴33a内に焼結体34を挿入する。次いで、先端部32を構成する先端部材32aを焼結体34に当接する。
この時、図3(B)に示すように、焼結体34の先端は、本体部31の表面より0.5mm程度の若干量だけ突出している。
図3(C)に示すように、先端部材32aを押圧して、焼結体34を圧縮し、先端部材32aと本体部材31aとを当接する。この際、焼結体34は、本体部31や先端部32の焼結温度よりも低い温度で焼結してあるので、押圧による縮み代は大きく、本体部材31aと先端部材32aの当接により、若干量だけ縮み、焼結体34は先端部材32aと当接した状態となる。
この状態で、拡散接合やスポット溶接等により本体部材31aと先端部材32aを接合する。
次いで、先端部材32aと本体部材31aの接合後に、陰極3の先端を切削加工する。
これにより、図3(D)に示すように、本体部31の先端に先端部32が接合され、その内部の密閉空間33内に焼結体34が密閉埋設された陰極3の最終形状が得られる。
First, as shown in FIG. 3 (A), a hole 33a constituting the sealed
At this time, as shown in FIG. 3B, the tip of the
As shown in FIG. 3C, the
In this state, the
Next, after joining the
As a result, as shown in FIG. 3D, a final shape of the
図4に、他の複数の実施例が示されていて、これらの実施例では、密閉空間33内に焼結体34とともに、エミッタの還元反応を促進するための還元剤5が封入されている。
図4(A)は、還元剤の箔51を焼結体34に巻き付けて密閉空間33内に封入したものである。具体的には、厚さ5〜40μmのTa箔を焼結体34に巻き付けてある。
図4(B)は、焼結体34に還元剤の粉末、例えば、粒径1〜10μmのTa粉末52を混入させたものであって、焼結体構成材料であるタングステン粉末とTa粉末とを混合し、焼結させたものである。
図4(C)は、密閉空間33内の焼結体34の下方に、Ta粉末などの還元剤粉末53を配置したものである。
還元剤の封入形態はこれら以外に、還元剤のペーストを焼結体34の外周面に塗布する等がある。
FIG. 4 shows a plurality of other embodiments. In these embodiments, the reducing
FIG. 4A shows a reducing
FIG. 4B shows a case where a powder of a reducing agent, for example,
FIG. 4C shows a case where a reducing
Other than these, the reducing agent is encapsulated in such a manner that a reducing agent paste is applied to the outer peripheral surface of the
ここに用いられる還元剤としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)のいずれかであことが好ましい。そして、その封入量は、焼結体34に含まれる第2エミッタの総量に対して、1wt%〜30wt%である。
なお、還元剤として炭素(C)も考えられるが、炭素は、エミッタとタングステン(W)との反応で生成した酸化タングステンと反応してCOを生成し、このCOが焼結体34から拡散して先端部32内に至り、ここで、CとOとに分解して固溶し、陰極先端面に拡散する。ここで、最終的にはO2やCOとなって放電容器中に放出される。そして、これらが陽極に到達すると、酸化タングステンや炭化タングステンが生成され、放電容器の黒化や陽極の変形を引き起こすことになる、という不具合があり、好ましいものではない。
そこで、炭素(C)以外の、前記したTi、Ta、V、Nbなどを用いるのが好適である。
The reducing agent used here is preferably titanium (Ti), tantalum (Ta), vanadium (V), or niobium (Nb). The amount of encapsulation is 1 wt% to 30 wt% with respect to the total amount of second emitters included in the
Carbon (C) is also considered as a reducing agent, but carbon reacts with tungsten oxide produced by the reaction between the emitter and tungsten (W) to produce CO, and this CO diffuses from the
Therefore, it is preferable to use Ti, Ta, V, Nb, etc. other than carbon (C).
本願発明の陰極構造が適用されるのは、図1では、水銀ランプやキセノンランプなどのショートアーク型放電ランプをイメージしたが、ロングアーク型放電ランプに適用することもできる。 Although the cathode structure of the present invention is applied to a short arc type discharge lamp such as a mercury lamp or a xenon lamp in FIG. 1, it can also be applied to a long arc type discharge lamp.
以上説明したように、本発明においては、陰極にトリウム以外のエミッタを添加した放電ランプにおいて、本体部に接合される先端部にエミッタを含有させてあるので、ランプの当初の始動時にこのエミッタが始動性を確保して確実な点灯が行われる。
そして、陰極内部に密封埋設した焼結体には、前記先端部の第1エミッタよりも高濃度の第2エミッタが含有されているので、ランプ点灯に伴ってこの第2エミッタが拡散して、先端部側に移動して供給されるので、先端部でエミッタが枯渇するという心配がなく、継続的なエミッタ供給による安定的な点灯が確保される。
この焼結体は陰極内部に密封埋設されていて、直接放電アークに曝されることがないので、トリウム以外の蒸気圧の低いエミッタが、過度に蒸発して短時間で枯渇してしまうこともない。
また、密閉空間内には還元剤が封入されているので、エミッタの還元反応が促進されて、先端部へのエミッタの供給が滞ることもない。
As described above, in the present invention, in the discharge lamp in which an emitter other than thorium is added to the cathode, the emitter is contained in the tip portion joined to the main body portion. Secure start-up ensures reliable lighting.
Then, since the sintered body hermetically embedded in the cathode contains the second emitter having a higher concentration than the first emitter at the tip, the second emitter diffuses as the lamp is turned on. Since it is supplied by moving to the tip side, there is no concern that the emitter will be depleted at the tip, and stable lighting is ensured by continuous emitter supply.
Since this sintered body is hermetically embedded in the cathode and is not directly exposed to the discharge arc, emitters with low vapor pressures other than thorium may be excessively evaporated and depleted in a short time. Absent.
Moreover, since the reducing agent is sealed in the sealed space, the reduction reaction of the emitter is promoted, and the supply of the emitter to the tip portion is not delayed.
1 放電ランプ
2 発光管
3 陰極
31 本体部
32 先端部
4 陽極
5 還元剤
51 箔状還元剤
52 粉末状還元剤
53 粉末状還元剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記陰極は、本体部とその先端面に接合された先端部とからなり、
前記本体部は、トリウムを含まない高融点金属材料から構成され、
前記先端部は、エミッタ(トリウムを除く)が含有された高融点金属材料から構成されるとともに、
前記本体部および/または先端部の内部に形成された密閉空間内に、前記先端部に含有されたエミッタ濃度よりも高濃度のエミッタ(トリウムを除く)が含有された焼結体が埋設されている、
ことを特徴とする放電ランプ。
In the discharge lamp in which the cathode and the anode are arranged opposite to each other inside the arc tube,
The cathode comprises a main body portion and a tip portion joined to the tip surface thereof,
The main body is composed of a refractory metal material not containing thorium,
The tip is composed of a refractory metal material containing an emitter (excluding thorium),
A sintered body containing an emitter (excluding thorium) having a higher concentration than the emitter concentration contained in the tip is embedded in a sealed space formed inside the main body and / or the tip. Yes,
A discharge lamp characterized by that.
前記密閉空間に埋設された前記焼結体のエミッタ濃度(CB)が10重量%≦CB≦80重量%であって、且つ、CF<CBである、
ことを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 The emitter concentration (CF) at the tip is 0.5 wt% ≦ CF ≦ 5 wt%,
The emitter concentration (CB) of the sintered body embedded in the sealed space is 10 wt% ≦ CB ≦ 80 wt%, and CF <CB.
The discharge lamp according to claim 1.
6. The discharge lamp according to claim 5, wherein the reducing agent is any one of titanium (Ti), tantalum (Ta), vanadium (V), and niobium (Nb).
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