TW202335037A - 放電燈 - Google Patents

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細木裕介
小平宏
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日商鷗爾熙製作所股份有限公司
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Abstract

在放電燈的電極中，對在封入熱傳體的密閉空間中所配置整流體等，抑制發生龜裂等。 在放電燈10的陽極30內形成密閉空間50，並封入亮燈時熔融的熱傳體M。又，由第1、第2板狀構件40A、40B積層的整流體40配置於密閉空間50內。使第1、第2板狀構件40A、40B的厚度T1、T2不同，第1板狀構件40A較厚於第2板狀構件40B。

Description

放電燈
本發明係關於短弧型放電燈等放電燈，特別係關於電極的散熱。
放電燈在亮燈中的電極前端部會呈高溫，鎢等電極材料會熔融、蒸發，造成放電管黑化，導致燈的照度降低。為防止包含電極前端部在內的電極出現過熱，已知有將金屬等熱傳體封入電極內部的構造(參照專利文獻1)。所以，將由銀等熱導率高、且熔點較低的金屬所構成熱傳體，密封於陽極內。隨點亮燈造成電極溫度上升，造成熱傳體熔融，並液化。藉此，在密閉空間內產生熱對流，將電極前端部的熱傳送給對向端的電極支撐棒。
再者，為促進熱對流，有將沿電極軸形成流路的板狀構件(整流體)配置於密閉空間內的構成(參照專利文獻2)，或者，已知有為防止因熱傳體的熱對流導致密閉空間內的溫度差，造成發生高溫潛變變形，將規範已熔融的熱傳體沿圓周方向流動之板狀構件(規範體)，配置於密閉空間內的構成(參照專利文獻3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開2004-006246號公報 [專利文獻2] 日本專利第6259450號公報 [專利文獻3] 日本專利特開2012-028168號公報
[發明所欲解決之課題]
燈在亮燈時，因熔融的熱傳體流動會對整流體等作用力，依情況會出現傾斜。若整流體等出現傾斜，在密閉空間的底面端與頂板面端之間會出現溫度差，因而整流體等的熱膨脹量會沿電極軸方向出現差異。所以，會有發生翹曲等變形，導致整流體等出現龜裂、破損的可能性。
所以，針對電極，要求能抑制在封入熱傳體的密閉空間所配置整流體等，發生龜裂等情形。 [解決課題之手段]
本發明一態樣的放電燈係具備有：放電管、與在放電管內呈相對向配置的一對電極；其中，至少其中一電極有形成封入在燈在亮燈時熔融的熱傳體之密閉空間，且板狀整流體係配置於密閉空間內。
此處的「整流體」係關於密閉空間內的熱傳體流動，可進行流路形成、流動方向導件、促進流動等相關流動調整的構件。整流體係由複數構件構成，例如可使複數板狀構件積層構成。又，所謂「板狀」係可構成全體外觀形狀呈板狀的整流體，亦可構成例如T字、十字狀等由複數板狀構件組合而成外觀形狀的整流體。複數板狀構件係可相互固相接合構成。
本發明中，整流體係構成其中一側面的板狀構件(此處亦稱「第1板狀構件」)，較厚於構成另一側面的板狀構件(此處亦稱「第2板狀構件」)。此處所謂「其中一側面」係表示燈在亮燈時整流體在密閉空間內呈傾斜的情況，朝向電極前端側的側面，而「另一側面」係指其對向側的側面，或朝電極前端側對向端的側面。第1板狀構件、第2板狀構件分別構成此種側面。
再者，本發明另一態樣的放電燈，其整流體係構成其中一側面的第1板狀構件之熱膨脹係數，較小於構成另一側面的第2板狀構件。
本發明另一態樣的放電燈，板狀整流體係由單一構件或複數構件構成。例如利用切削等形成具T字、十字狀等外觀形狀的一體構件亦涵蓋於板狀整流體中。所以，構成燈在亮燈時，於整流體在密閉空間內呈傾斜狀態下，沿其中一側面的熱膨脹量與沿另一側面的熱膨脹量差受抑制。 [發明效果]
根據本發明，針對電極，可抑制在封入熱傳體的密閉空間中所配置的整流體等發生龜裂等。
短弧型放電燈10係可輸出高亮度光的大型放電燈，具備有：透明的石英玻璃製略球狀放電管(發光管)12，在放電管12內相對向(同軸)配置鎢製一對電極20、30。在放電管12的兩側，由石英玻璃製密封管13A、13B連設於放電管12呈一體形成。在放電管12內的放電空間DS中，封入水銀、以及鹵或氬氣等稀有氣體。
屬於陰極的電極20係由電極支撐棒17A支撐。在密封管13A中密封入：插通電極支撐棒17A的玻璃管(未圖示)、連接於外部電源的導線棒15A、以及將電極支撐棒17A與導線棒15A予以連接的金屬箔16A等。相關屬於陽極的電極30亦同樣，密封入：插通電極支撐棒17B的玻璃管(未圖示)、金屬箔16B、導線棒15B等黏著零件。又，在密封管13A、13B的端部分別安裝有管塞19A、19B。
若朝一對電極20、30施加電壓，便在電極20、30之間生成電弧放電，而朝放電管12外部放射出光。此處係投入1kW以上的功率。從放電管12放射出的光，利用反射鏡(未圖示)導引於既定方向。
圖2所示係電極(陽極)30的概略剖視圖。圖3所示係係沿圖2的III-III線之概略剖視圖。
如圖2所示，陽極30係由圓筒狀筒身部34、以及具電極前端面30S的圓錐梯形狀前端部32構成。筒身部34係呈接合安裝有電極支撐棒17B的密閉蓋60構造，此處，密閉蓋60除外的筒身部34與前端部32係由鎢等同一金屬材料成形。但，亦可由其他素材成形。又，密閉蓋60亦可由鎢等同一金屬材料成形。
在筒身部34中，於內部中央處相對於電極軸E同軸形成圓柱狀密閉空間50。然後，在密閉空間50中封入熱傳體M。熱傳體M係由熔點較低於筒身部34、密閉蓋60的金屬(例如銀)構成，當亮燈時會熔融形成液體，並在密閉空間50內進行對流。圖2所示係熔融的熱傳體M呈對流狀態。此處，依熱傳體M在熔融狀態(亮燈時)下會浸漬整流體40全體的方式，封入熱傳體M。
在密閉空間50中配置整流體40。此處，整流體40係由高熔點金屬(例如鎢、鉬、鉭等)、或經添加鉀添加物的合金構成，構成具有促進熱傳體M對流之機能(構造)的板狀構件。
具體而言，整流體40並非形成相關密閉空間50的上下方向、左右方向及圓周方向(全體圓周)規範對流的尺寸、形狀。整流體40上端40T與密閉空間50頂板面50T間之距離間隔D1、下端40D與底面50B間之距離間隔D2、以及在與密閉空間50沿電極軸垂直方向的密閉空間側面50S間之距離間隔D3，係依使生成沿整流體40側面40S1、40S2的熱傳體M流動、跨越整流體40上端40T、下端40D的熱傳體M流動方式，確保該等距離間隔。另外，整流體40亦可載置於密閉空間50中，此情況實質沒有距離間隔D2。
再者，整流體40係配置呈中心軸沿電極軸E附近的狀態。但，在熱傳體M呈熔融狀態(亮燈狀態)下，整流體40的位置並未固定。在相關關係上，圖2中為求便宜並未圖示整流體40，僅利用陰影線圖示。
圖4所示係整流體40沿長邊方向的剖視圖。圖5所示係整流體40呈傾斜狀態圖。使用圖4、5，針對本實施形態的整流體40構成進行說明。惟，圖5中的整流體40傾斜狀態係屬於誇張繪製圖示。
此處，矩形狀整流體40係形成由2個板狀構件40A、40B(以下稱「第1板狀構件」、「第2板狀構件」)重疊接合(熔接、固相接合等)的構造。第1、第2板狀構件40A、40B係構成尺寸(面積)相等狀態，例如可構成長邊方向長度L為30mm左右、全體厚度T為1mm左右。又，第1、第2板狀構件40A、40B係由相同素材(此處為鎢)構成。
另一方面，第1、第2板狀構件40A、40B的厚度T1、T2具有差異，第1板狀構件40A的厚度較厚於第2板狀構件40B(T1＞T2)。此處，第1板狀構件40A的厚度T1係設定於第2板狀構件厚度T2的1.1~2.0範圍內。
依此，利用具有由不同厚度第1、第2板狀構件40A、40B積層化構造的整流體40，如下所說明，當在亮燈時呈傾斜情況時，可抑制整流體40發生龜裂。
亮燈中，整流體40係當第1板狀構件40A的側面40S1朝相對性高溫的電極前端側呈傾斜時，第1板狀構件40A接近密閉空間50的底面50B，因而相較於接近密閉空間50頂板面50T的第2板狀構件40B之下，所承受的熱量較多。觀諸整流體40全體溫度上升，在第1板狀構件40A與第2板狀構件40B間會出現溫度差。
然而，整流體40的第1板狀構件40A與第2板狀構件40B間之熱容量，係依照厚度T1與T2的不同而有差異。所以，第1板狀構件40A利用熱膨脹沿側面40S1(長邊方向)延伸的量(以下稱「熱膨脹量」)，係與沿第2板狀構件40B之側面40S2延伸的熱膨脹量略等。或者，熱膨脹量差受抑制。此現象無關第1板狀構件40A與第2板狀構件40B的接合方式均可發現。
所以，當整流體40傾斜時，可抑制因沿電極前端側側面的熱膨脹量、與沿電極支撐棒側側面的熱膨脹量差，所造成因整流體40出現翹曲變形導致發生龜裂情形。結果，整流體40直到燈使用壽命末期均可發揮機能，能抑制燈溫度。
另外，當整流體40傾斜時，相對重的第1板狀構件40A朝電極前端側傾斜，而為能確實傾斜，亦可構成整流體40的第2板狀構件40B厚度T2，在密閉空間50的頂板面端呈較薄狀態。
其次，使用圖6，針對第2實施形態的放電燈進行說明。第2實施形態係使熱膨脹係數不同的素材積層構成整流體。
圖6所示係第2實施形態的放電燈之整流體概略剖視圖。整流體240係形成第1板狀構件240A、第2板狀構件240B重疊接合的構造。第1板狀構件240A、第2板狀構件240B的厚度T1、T2相等，沿側面的長度L亦相等。
另一方面，第1板狀構件240A係由不同於第2板狀構件240B的素材構成，由熱膨脹係數較小於第2板狀構件240B的素材構成。例如第1板狀構件240A係由鎢構成，第2板狀構件240B係由鉬構成。或者，亦可第1板狀構件240A係由鉭構成，第2板狀構件240B係由鈦構成。當整流體240呈傾斜時，第1板狀構件240A朝電極前端側傾斜。
依此，藉由不同熱膨脹係數的第1板狀構件240A、與第2板狀構件240B構成整流體240，便可獲得與第1實施形態同樣的效果。另外，假設整流體240傾斜時，亦可依第1板狀構件240A朝電極前端側傾斜的方式，調整整流體240的配置、與構成素材的重量。
第1、第2實施形態係由2個板狀構件構成整流體，但亦可由3或4以上板狀構件重疊構成整流體。例如第1實施形態的情況，亦可由厚度互異的板狀構件積層構成，或者亦可將數個板狀構件設為相同厚度，使厚度呈階段性變薄狀態。
再者，第2實施形態的情況，亦可依熱膨脹係數階段性變大方式積層板狀構件，或者，亦可由相同熱膨脹係數的數個板狀構件重疊，形成熱膨脹係數階段性變大。相關亮燈中呈傾斜狀態的整流體，亦可構成相對向側面(表面)的其中一側面沿該側面的熱膨脹量，略等於另一側面沿其側面的熱膨脹量狀態，或者經抑制熱膨脹量差的狀態。
以上，針對促進熱傳體M對流的整流體進行說明，惟，例如規範熱傳體M在圓周方向流動之類的規範部分性流動的構件，亦可構成整流體。例如板狀整流體可構成截面十字狀、T字狀的整流體。又，亦可調整朝向相對高溫的電極前端側傾斜之部位的厚度或熱膨脹係數，構成抑制另一部位間之熱膨脹量差狀態。
例如構成截面T字狀整流體的情況，便由相當於T字狀的縱棒部分之第1板狀構件、與相當於T字狀之橫棒部分的第2板狀構件構成。此情況，第1板狀構件係構成截面T字狀整流體的其中一側面，第2板狀構件係構成截面T字狀整流體的一個側面。
又，考慮整流體在密閉空間內傾斜的狀態，亦可構成第1板狀構件較厚於第2板狀構件，或者第1板狀構件的熱膨脹係數較小於第2板狀構件的熱膨脹係數。另外，相關截面T字狀的整流體，亦可構成由第1板狀構件與第2板狀構件相互嵌合的構造、或者接合的構造，但亦可利用切削加工等，一邊改變厚度，一邊形成截面十字狀、T字狀的形狀。
10:放電燈 12:放電管 13A,13B:密封管 15A,15B:導線棒 16A,16B:金屬箔 17A,17B:電極支撐棒 19A,19B:管塞 20:電極(陰極) 30:電極(陽極) 30S:電極前端面 32:前端部 34:筒身部 40,240:整流體 40A,240A:第1板狀構件 40B,240B:第2板狀構件 40D:下端 40S1,40S2:側面 40T:上端 50:密閉空間 50B:底面 50S:密閉空間側面 50T:頂板面 60:密閉蓋 DS:放電空間 E:電極軸 M:熱傳體
圖1係本實施形態的放電燈平面圖； 圖2係陽極的概略剖視圖； 圖3係沿圖2的III-III線之概略剖視圖； 圖4係整流體沿長邊方向的剖視圖； 圖5係整流體呈傾斜狀態圖；以及 圖6係第2實施形態的放電燈之整流體概略剖視圖。
17B:電極支撐棒
30:電極(陽極)
30S:電極前端面
32:前端部
34:筒身部
40D:下端
40T:上端
50:密閉空間
50B:底面
50S:密閉空間側面
50T:頂板面
60:密閉蓋
D1~D3:距離間隔
E:電極軸
L:長度
M:熱傳體

Claims (5)

  1. 一種放電燈，係具備有： 放電管、以及 一對電極，其係在上述放電管內呈相對向配置； 其中，至少其中一電極係形成封入在燈在亮燈時熔融的熱傳體之密閉空間，且板狀整流體係配置於密閉空間內； 上述整流體係構成其中一側面的第1板狀構件，較厚於構成另一側面的第2板狀構件。
  2. 一種放電燈，係具備有： 放電管、以及 一對電極，其係在上述放電管內呈相對向配置； 其中，至少其中一電極係形成封入在燈在亮燈時熔融的熱傳體之密閉空間，且板狀整流體係配置於密閉空間內； 上述整流體係構成其中一側面的第1板狀構件之熱膨脹係數，較小於構成另一側面的第2板狀構件。
  3. 如請求項1或2之放電燈，其中，上述整流體係由複數板狀構件積層而成。
  4. 如請求項3之放電燈，其中，上述複數板狀構件係相互固相接合。
  5. 一種放電燈，係具備有： 放電管、以及 一對電極，其係在上述放電管內呈相對向配置； 其中，至少其中一電極係形成封入在燈在亮燈時熔融的熱傳體之密閉空間，且板狀整流體係配置於密閉空間內； 在亮燈時，於上述整流體在上述密閉空間內呈傾斜狀態下，抑制沿其中一側面的熱膨脹量、與沿另一側面的熱膨脹量之差。
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