TW201701319A - 短弧型放電燈 - Google Patents

Abstract

於形成在位於垂直上方之電極的密閉空間封入傳熱體，並且設置有於電極的軸方向延伸於前述密閉空間內，且由橫跨徑方向的板材所成，限制熔融傳熱體的對流旋動於圓周方向之限制體的短弧型放電燈中，提供在燈管點燈時熔融之傳熱體對流時，抑制該對流在密閉空間內旋動於圓周方向，並且藉由前述板材，讓按壓力不會作用於密閉空間的內壁，尤其是電極後方側的內壁，防止電極的破損的構造。 [解決手段]特徵為：前述板材，係於形成前述密閉空間之前述的電極的內壁側的側緣中設置斜面；從前述板材的上邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度，比從下邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度還短。

Description

短弧型放電燈

此發明係關於短弧型放電燈者，尤其，關於具有於電極本體的密閉空間封入傳熱體之電極的短弧型放電燈者。

先前，作為用以曝光半導體基板、液晶顯示器用的液晶基板、印刷電路基板等之曝光裝置的紫外線照射光源所使用之短弧型放電燈中，發展其高輸出化。因為此高輸出化而額定消費電力變大時，流動於燈之電流值通常會變大，因此，電極受到電子碰撞之量也會變大，產生易於升溫且熔融之問題。

又，構成電極的材料，例如鎢蒸發而附著於發光管的內表面且變黑，也產生作為燈的放射能力降低之問題。

為了解決此種電極材料的熔融、蒸發等之問題，例如，提案有具有日本特開2012-028168號公報所揭示，於內部的密閉空間內封入傳熱體之電極構造的短弧型放電燈。

於圖5、圖6揭示該概略構造，於圖5中，揭示有於 發光管2內具有對向配置於垂直方向之一對電極3、4的短弧型放電燈1。然後，如圖6(A)(B)所示，一對電極中位於上方的電極(在此範例中為陽極)4的電極本體5，由容器構件6與蓋子構件7所成，於其內部形成有密閉空間8。

然後，於前述密閉空間8，封入有由構成電極4的材料，例如熱傳導率比鎢還高，在燈點燈時熔融之材料，例如由金、銀等所構成的傳熱體M。又，於該密閉空間8充填有惰性氣體。

然後，於封入傳熱體M之電極4的密閉空間8內，設置有限制點燈時熔融之熔融傳熱體M的對流旋動於圓周方向之板狀的限制體10。

利用作為此種構造，前述傳熱體M係於燈點燈時熔融，在密閉空間8內對流，將電極本體5之前端的熱傳達至後端側，藉此，減少在電極本體15的軸方向之溫度傾斜，結果，可降低前端的溫度，藉此，發揮可抑制電極前端之熔融及蒸發的效果。

然後，進而，藉由於前述密閉空間8內設置限制體10，可限制‧防止在點燈時熔融之熔融傳熱體M在密閉空間8內對流時，該對流旋動於圓周方向，所以，較少產生對流的移動所致之電極的相同處之溫度變化，不會發生依據溫度變化之高溫潛變變形，於讓防止電極前端的熔融‧蒸發的功能更進一部充足。

然而，傳熱體因燈管點燈而熔融，但是，燈 管熄燈時會凝固，會成為附著於密閉空間的內壁之狀態。該凝固的傳熱體係因再次的燈管點燈而再次熔融，但是，此時，傳熱體係從成為高溫的電極前端側(下方側)開始熔融。此時，傳熱體的上方側是還未熔融的狀態，到其熔融為止，藉由熔融傳熱體，壓力會作用於構成密閉空間的內壁。

此時，板狀限制體係如圖7所示，其姿勢並不穩定，有往某一方傾斜的狀態，肩部抵接內壁並按壓其。

電極的前端側(下方側)成為更高溫狀態，比較有延展性，所以，對於熔融傳熱體的壓力及限制體所致之按壓作用有抵抗力，但是，在比其低溫度狀態的電極後方側(上方側)中缺乏延展性，有因為熔融傳熱體的壓力及限制體的按壓力，發生裂痕之狀況。一旦發生裂痕的話，有以其為起點，因為熔融傳熱體的壓力而一口氣破壞電極之虞。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2012-028168號公報

本發明係有鑑於前述先前技術的問題點，於形成在位於垂直上方之電極的密閉空間封入傳熱體，並且 設置有於電極的軸方向延伸於前述密閉空間內，且由橫跨徑方向的板材所成，限制熔融傳熱體的對流旋動於圓周方向之限制體的短弧型放電燈中，提供在燈管點燈時熔融之傳熱體對流時，抑制該對流在密閉空間內旋動於圓周方向，並且藉由前述板材，讓按壓力不會作用於密閉空間的內壁，尤其是電極後方側的內壁，防止電極的破損的構造。

為了解決前述課題，在本發明中，其特徵為：前述板材，係於形成前述密閉空間之前述的電極的內壁側的側緣中設置斜面；從該板材的上邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度，比從下邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度還短。

又，特徵為於前述板材之內壁側的側緣之前述下邊側，具有沿著前述電極的軸方向的平行部分。

依據本發明，藉由對設置於電極的密閉空間內之板狀限制體的內壁側的側緣附加斜率，使上邊側的長度小於下邊側的長度，於電極的密閉空間的後方側中，即使板狀限制體的姿勢有變化，於上邊側中也不會抵接於內壁，在溫度較低且延展性較低的電極後方部位中板材所致之按壓力不會作用，所以，不會產生裂痕。

又，因為於板狀限制體的側緣的下邊側具有沿著電極之軸方向的平行部分，在密閉空間內之板狀限制體的姿勢被維持某種程度而抑制傾斜，減輕對電極的按壓力。

1‧‧‧短弧型放電燈

2‧‧‧發光管

3‧‧‧陰極

4‧‧‧陽極

5‧‧‧陽極本體

6‧‧‧容器構件

7‧‧‧蓋子構件

8‧‧‧密閉空間

10‧‧‧限制體

11~17‧‧‧板材

11a‧‧‧側緣

11b‧‧‧上邊

11c‧‧‧下邊

11d‧‧‧平行部

12a‧‧‧側緣

12b‧‧‧上邊

12c‧‧‧下邊

12d‧‧‧平行部

M‧‧‧傳熱體

X‧‧‧電極中心軸

[圖1]關於本發明之放電燈的電極的剖面圖(A)，其橫剖面圖(B)。

[圖2]僅表示本發明之限制體的前視圖。

[圖3]其他實施例的剖面圖。

[圖4]另其他實施例的前視圖。

[圖5]先前之短弧型放電燈。

[圖6]先前之電極的剖面圖(A)，其橫剖面圖(B)。

[圖7]說明先前之電極的問題的剖面圖。

圖1係揭示此發明之短弧型放電燈的電極構造，圖1(A)係其縱剖面圖，圖1(B)係其橫剖面圖。

圖中，電極(陽極)4係具有由容器構件6與蓋子構件7所構成的電極本體5，於該電極本體5內形成有密閉空間8。然後，於該密閉空間8內，封入有熱傳導率比鎢等的電極材料還高的傳熱體M。該傳熱體M係例如由金或銀等的金屬所構成，熔點比電極材料低，於燈點燈時在密閉空間8內熔融。

然後，於前述電極4的密閉空間8內，插入板狀的限制體10。該限制體10係以往長邊方向延伸於密閉空間8的略中心軸上，且橫切徑方向之方式設置，具有與電極4之密閉空間8的內徑略相同的尺寸。再者，限制體10的中心軸係嚴密上來說並不一定需要位於電極4的中心軸上。

於圖2揭示限制體10的詳細，圖2(A)係側視圖，圖2(B)係其俯視圖。在此實施例中，限制體10係即使圖1(B)、圖2(B)中也可知是由相互交叉的板構件11、12所成。

然後，該等板構件11、12係於形成前述密閉空間8的前述電極4之內壁側的側緣11a、12a中設置斜面，從前述板材11、12的上邊11b、12b之電極中心軸X到半徑方向之端部為止的長度L1，小於從下邊11c、12c之電極中心軸X到半徑方向之端部為止的長度L2(L1<L2)。

再者，在此，板構件的下邊係位於垂直配置之電極的前端側之邊，上邊係其相反側，亦即位於電極的根部側之邊。

於圖3揭示限制體10不同的實施例，在圖3(A)中，限制體10係根據俯視，由略T字型地交叉的一對板材13、14所成。在圖3(B)中，限制體10係由往3方以等角度擴張的板構件15、16、17所成。該等狀況的板材13~17也是往電極4的長邊方向延伸，並且橫跨徑方向的形狀，從上邊的電極中心軸X到半徑方向之端部為止的 長度L1，小於從下邊的電極中心軸X到半徑方向之端部為止的長度L2(L1<L2)。

依據前述實施例，限制體的板材於其側緣中設置斜面，上邊的長度L1小於下邊的長度L2，所以，於上邊附近中，在與密閉空間的內壁面之間形成較大的間隙，點燈時，即使受到流動之熔融傳熱體的影響而限制體發生傾斜，限制體的板材之上方的肩部也不會抵接按壓壁面，壁面不會損傷。尤其，於點燈初始中，電極前端側成為高溫而凝固的傳熱體逐漸開始熔融時，在電極之軸方向的中間部位及後端側中溫度不會成為像前端側的高溫，金屬延展性未成為較高的狀態時，限制體的板材之上邊的角部難以押頂構成密閉空間之容器構件的內壁。藉此，電極難以因為點燈時的熱應力而被破壞。

再者，即使有板材的下方肩部抵接密閉空間的內壁面之狀況，電極的前端側也在點燈時成為高溫，相較於後端側具有充分的延展性，損傷的危險性低。

再者，限制體之板材的側緣之傾斜，不需要是直線性的，作為曲線性的傾斜亦可。又，傾斜的角度係傾斜越大則越無限制體損傷內壁之虞，但是，伴隨此狀況，限制熔融傳熱體之對流往圓周方向的旋動的作用也會降低，故例如上邊長度L1/下邊長度L2成為0.45~0.94為佳。

又，突出於徑方向外方之板材的數量為3張以上的話，安裝於密閉空間內時可利用3處支持，所以比較理 想，但作為1張亦可。進而，限制體交叉的板材部分，係於正交於電極中心軸的剖面中不是點對稱亦可。

進而，藉由於板材的側緣設置斜率，讓重心往限制體的下方移動，也有在密閉空間內姿勢容易穩定的效果。

於圖4更揭示其他實施例。在此實施例中，於構成限制體10的板材11、12之側緣11a、12a的下邊側的一定區域，不附加斜率，形成有沿著電極軸方向的平行部分11d、12d。

其他構造係與圖1、圖2所示之實施例相同。該平行部11d、12d係以隔開些微距離之方式接近密閉空間8的內壁，限制體10的姿勢欲從沿著電極中心軸的狀態傾斜的話，該直線延長部利用藉由內壁來限制動作，可讓姿勢穩定。

為了證實本發明的效果而進行以下實驗。

燈的規格如下。

<發光管>

材料：石英玻璃

電極之間距離：6mm

封入物：水銀2.0mg/cc，氬100kPa

<陽極>

材料：鎢

體部(容器構件)的外徑：25mm

電極本體內容積：6cm³

厚度：5.5mm

傳熱體(銀)：4.7cm³

封入氣體：(氬)100kPa

<點燈姿勢>

將陽極作為上方的垂直點燈

<額定>

額定電流：150A

額定電力：5kW

<限制體>

長度：16mm

上邊的長度：7mm

下邊的長度：13.8mm

厚度：2mm

<點燈試驗概要>

‧針對放電燈的點燈熄燈試驗

‧以額定電力點燈15分-熄燈120分×30組

試驗結束後，解體電極而確認限制體，結果並未破損，電極也未被破壞。

如以上所述，依據本發明，具有於電極本體的密閉空間封入傳熱體，並且設置限制熔融傳熱體的對流旋動於圓周方向之板狀的限制體之電極的短弧型放電燈中，構成前述限制體的板材，係於形成前述密閉空間之前述的電極的內壁側的側緣中設置斜面；從前述板材的上邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度，比從下邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度還短，所以，即使有因為熔融傳熱體而板材傾斜之狀況，該板材的上方肩部也不會抵接按壓密閉空間的內壁，可防止損傷電極。

4‧‧‧陽極

5‧‧‧陽極本體

6‧‧‧容器構件

7‧‧‧蓋子構件

8‧‧‧密閉空間

10‧‧‧限制體

11‧‧‧板材

12‧‧‧板材

M‧‧‧傳熱體

Claims (2)

1. 一種短弧型放電燈，係於發光管的內部具有垂直對向之一對電極，於形成在位於垂直上方之電極的密閉空間封入傳熱體，並且設置有在電極的軸方向延伸於前述密閉空間內，且由延伸於徑方向的板材所成，限制熔融傳熱體的對流旋動於圓周方向之限制體的短弧型放電燈，其特徵為：前述板材，係於形成前述密閉空間之前述的電極的內壁側的側緣中設置斜面；從前述板材的上邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度，比從下邊之電極中心軸到半徑方向的端部為止的長度還短。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之短弧型放電燈，其中，於前述板材之內壁側的側緣之前述下邊側，具有沿著前述電極的軸方向的平行部分。