CN1412815A - 短弧型超高压放电灯 - Google Patents

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Abstract

在极高的水银蒸气压下点灯的超高压水银灯方面，提供一种具有足够高的耐压力性的构造。其构成包括：在内部一对电极(6、7)互相对向地配置，并且将0.15mg/mm3以上的水银封入的发光管部(2)与延伸到两侧，并在将电极(6、7)的一部进行密封的同时，将电极(6、7)与金属箔(4)进行焊接的侧管部(3)，在这样的短弧型超高压放电灯(1)上，其特征在于：前述金属箔(4)的宽度，在与前述电极(6、7)的焊接部分较小地形成为该电极(6、7)的直径值以下。

Description

短弧型超高压放电灯
                       技术领域
本发明涉及点灯时的水银蒸气质成为150气压以上的短弧型超高压放电灯，特别是关于使用液晶显示装置与DMD(数字镜装置)的DLP(数字光处理器)等的放映(投影)装置的作为背照光使用的短弧型超高压放电灯。
                       背景技术
投影式放映装置，对其要求是将均一而且具有充分的舞台灯光效果色性的影像照在矩形的银幕上，因此，作为光源正在使用封入水银与金属卤化物的金属卤化物灯。另外，这样的金属卤化物灯也在最近更进一步小型化，开展点光源化，另外，电极间距离极小的结构正在实用化。
在这样的背景之下，最近，代替金属卤化物灯，从前没有的高水银蒸气压例如具有150气压的灯已被提出提案。这是更加提高水银蒸气压，在抑制弧的扩展(缩入)的同时，谋求更进一步提高光输出的作法。
这样的超高压放电灯，例如在特开平2-148561号、特开平6-52830号中公开。
但是，这样的超高压放电灯，由于发光管内的压力在点灯时变得极高，在延伸到发光管部两侧的侧管部，有必要使构成该侧管部的石英玻璃与电极以及供电用金属箔充分且强固地贴紧。这是由于贴紧性不好时，封入气体就会跑出或成为发生裂缝的原因。
因此，在侧管部的密封工序中，例如在2000℃的高温下加热石英玻璃，在该状态下，使厚壁的石英玻璃逐渐收缩，或对石英玻璃进行压紧密封，以提高侧管部的贴紧性。
但是，在高温下过分地烧烤石英玻璃时，虽然提高石英玻璃与电极或与金属箔的贴紧性，但尽管如此，仍然在放电灯完成后发生了侧管部变得容易破损的问题。
此问题，是由于加热处理后的侧管部的温度在逐渐下降的阶段，构成电极的材料(钨)与构成侧管部的材料(石英玻璃)的膨胀系数不同，因而相对的伸缩量不同，这就构成在两者的接触部分发生裂缝的原因。
此裂缝是极小的，但在灯点灯中，还与点灯时的超高压状态互起作用而导致裂缝的成长，可以认为这是导致放电灯破损的原因。
为解决这一问题，提出图6所示的构造的提案。该图在放电灯1的发光管部2上连接在侧管部3，发光管部2内的电极6、7分别在侧管部3中与金属箔8接合。并且，螺旋构件10卷绕在侧管部8内所埋设的电极棒6a、7a上。
该构造是利用卷绕在电极棒上的螺旋构件10，缓和起因于电极(棒)的热膨胀的朝向石英玻璃的应力，例如在特开平11-176385号中有所记载。
但是，尽管利用这样的构造缓和了电极的热膨胀，但在实际中，在电极6(6a)、7(7a)与螺旋构件10的周边残留有裂缝。
该裂缝虽是非常微小的，但在发光管部2的水银蒸气为150气压程度这样的情况下，有时有与侧管部3的破损相关的情形。另外，近年要求200气压，进而300气压这样非常高的水银蒸气压，在这样高的水银蒸气压下，在灯点灯中，促进裂缝的成长，结果，有侧管部3的破损显著发生的问题。就是说，尽管裂缝的存在最初是微小的，但在高水银蒸气压下的灯的点灯时是逐渐长大的问题。
这在有50～100气压程度的点灯时蒸气压的水银灯方面可以说是决不存在的新技术课题。
                       发明内容
本发明是为解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种在极高的水银蒸气压下点灯的超高压水银灯上具有足够高的耐压力性的构造。
为解决上述课题，该发明的短弧型超高压水银灯，其构成包括：在内部一对电极互相对向地配置，并且将0.15mg/mm3以上的水银封入的发光管与延伸到其两侧，并在将电极的一部进行密封的同时，将电极与金属箔进行焊接的侧管部，在这样的短弧型超高压放电灯上，其特征在于：前述金属箔的宽度，在与前述电极的焊接部分，较小地形成为该电极的直径值以下。
另外，方案2的短弧型超高压水银灯，其构成包括：在内部一对电极互相对向地配置，并且将0.15mg/mm3以上的水银封入的发光管部与延伸到其两侧，并在将电极的一部进行密封的同时，将电极与金属箔进行焊接的侧管部，其特征在于：前述金属箔，是以与前述电极的焊接部为中心，将未焊接的部分卷贴在该电极上。
该发明的短弧型超高压放电灯，由于采用上述构成，使侧管部处的空隙自身减小，是想要抑制微小裂缝的发生与成长的举措。
具体地讲，放电灯如图5所示，在金属箔8与电极轴7a之间，不可避免地发生空隙X。查明了由于发光管部的超高压施加在该空隙X上，是助长裂缝的发生的原因。
就是说，发现了即使如前所述将螺旋构件卷绕在电极轴上，良好地缓和两者的热膨胀系数的不同，但这样的空隙X的存在自身就是导致裂缝的发生、成长与助长的因素。
并且，本申请发明由于新采用上述构成，在侧管部能将电极良好的焊接在金属箔上，同时能控制空隙X极小，实际上几乎到不发生的程度。
                       附图的简要说明
图1表示短弧型超高压放电灯的总体图。
图2表示本发明的短弧型超高压放电灯的部分图。
图3表示本发明的短弧型超高压放电灯的部分图。
图4表示本发明的短弧型超高压放电灯的部分图。
图5是用于说明现有技术的图。
图6表示现有的短弧型超高压放电灯。
                       发明的实施形态
图1表示本发明的超高压放电灯(下面，简称“放电灯”)的总体构成。
放电灯1具有由石英玻璃构成的放电容器所形成的大致球形的发光管2，在该发光管2内，阴极6与阳极7互相对向地配置。另外，各侧管部3由发光管2的两端部延伸地形成，在此等侧管3内，例如通过压紧密封气密地埋设通常由钼构成的导电用金属箔8，在将先端具有阴极6与阳极7的各自的电极棒6a、7a的端部配置在金属箔8的一端部的状态下进行焊接以实现电气上的连接。另外，向外部突出的外部导线9焊接在金属箔8的另一端。
再者，阴极6、阳极7包括到其电极棒6a、7a为止有时也称作“电极”。
在发光管部2内，封入有水银、稀有气体、卤素气体。
水银是为获得必要的可见光波长，例如波长360～780nm这样的放射光，封入0.15mg/mm3以上。该封入量因温度条件而异，点灯时150气压以上，成为极高的蒸气压。另外，更多地封入水银，能制成点灯时的水银蒸气压200气压以上、300气压以上这样的高水银蒸气压和放电灯，水银蒸气压愈增高，愈能实现适合于投影器装置的光源。
稀有气体，例如将氩气封入约13kPa，是用于改善点灯起动性。
卤素是以碘、溴、氯等与水银及其他金属的化合物的形态封入，卤素的封入量例如能由10-6～10-2μmol/mm3的范围内选择，其功能是利用卤素周期所得到的长寿命化，如本发明的放电灯那样极小型而且具有高内压的构成，将这样的卤素封入，也可以考虑对于后述的放电容器的破损、透明消失这一现象带来影响的问题。
如果表示这样的放电灯的数值例时，例如发光部的最大外径9.5mm、电极间距离1.5mm、发光管内容积75mm3、管壁负荷1.5w/mm3、额定电压80V、额定电力150W。
并且，该放电灯安装在前述放映装置与高架投影器那样的演出用设备上，能提供舞台灯光效果色良好的放射光。
图2表示本发明的超高压放电灯的阳极根部的说明用放大图。
(a)表示接合前的阳极7与金属箔8的状态，(b)表示将阳极7与金属箔8接合后的状态。(c)表示(b)的A-A’剖面图。金属箔8为总体矩形，对应于与电极接合的部分具有宽度狭窄的先端部8a。该先端部8a的宽度8a1的特征是比电极(轴)7a的直径值7a1小。因此，在电极轴7a与金属箔8的接合部分能消除不可避免地产生的空隙X，或能使其非常小。结果，能很好地防止由于该空隙X发生的裂缝。
再者，(b)(c)表示电极轴7a与金属箔8的接合状态，在宽度狭窄的先端部8a的大致全范围内进行与电极轴7a的焊接，例如电阻焊。
如举出数值例时，电极轴7a的直径由φ0.3～1.5mm的范围选择，例如为φ0.8mm，金属箔先端部8a的宽度由0.3～1.5mm的范围选择，例如为0.8mm。并且根据由金属箔向电极的供电作用这一观点，金属箔先端部8a的宽度大者为宜，最好具有电极轴7a的直径值的70％以上。
金属箔先端部的长度方向的尺寸8a2，除去焊接留量，在0～5mm的范围选择，例如为1.5mm。电极轴配置在该范围内进行与金属箔的接合最好。就是说，这是由于电极轴超过先端部8a延伸到宽度大的部分时，则在该部分上就可能发生不可避免地产生的空间。
图3表示金属箔的另一实施例，如图所示，接近金属箔8的先端部8a的部分8a3，也可以不设置直角的棱角，而是作成锥状。
图4表示为说明本发明的超高压放电灯的第2方案(方案2的发明)所用的放大图，与图2相同，(a)表示接合前的阳极7与金属箔8的状态，(b)表示将阳极7与金属箔8接合后的状态。(c)是(b)的A-A’剖面图。与图2不同之点是不具有图2中的宽度狭窄的先端部8a。
在(a)中，金属箔8是总体矩形，存在与电极接合的范围8b以及在接合后卷贴在电极轴上的范围8c。再者，在图中，以点线划分范围，但这是为了说明方便，在实际的金属箔上并无必要设置这样的区分。
金属箔的与电极接合的范围8b是按同等的宽度形成电极轴7a的直径值，是在电阻焊等焊接工序中形成。
金属箔的卷贴在电极轴上的范围8c是形成于接合范围8b的两侧的范围，在焊接合将范围8c例如通过手操作卷贴在电极上。
如举出数值例时，电极轴的直径由φ0.3～1.5mm的范围选择，例如为0.8mm，金属箔的范围8b的宽度由0.3～1.0mm的范围选择，例如为0.5mm，纵向焊接留量由1～3mm的范围选择，例如为2mm。
本发明的金属箔与电极的接合构造，不仅限于阳极，也能适用于阴极。
另外，作为电极的构造，存在图1所示的阳极那样，由先端的粗径部与支持它的电极棒构成的形状以及图1所示的阴极那样，保持同一直径的电极棒延伸到先端的形状，但本发明的金属箔与电极的接合构造，不问阳极、阴极，在任何构造的电极上都能采用。
下面，介绍关于本发明的短弧型放电灯的数值例。
侧管部外径  ：6.0mm
灯全长      ：65.0mm
侧管长度    ：25.0mm
发光管内容积：0.08cc
电极间距离  ：2.0mm
额定点灯电压：200W
额定点灯电流：2.5A
封入水银量  ：0.15mg/mm3
稀有气体    ：氩100Torr
其次，在上述规格中，采用本发明的电极轴与金属箔的接合构造的放电灯在120个中1个也未发生对灯的性能带来障碍程度的裂缝，与此相反，现有的构造即图6所示构造的放电灯在120个中有51个灯发生了对性能带来障碍的裂缝。
如上所述，本发明的短弧型超高压水银灯，点灯时内气压是超过150气压的超高压，其点灯条件是极其严峻的，但由于采用将金属箔的宽度在与电极的焊接部分减小到电极的直径值以下的这样的构成以及将金属箔以与电极的焊接部为中心，将未焊接的部分卷贴在电极上的这样的构成，能很好地发挥防止裂缝的机能。

Claims (2)

1.一种短弧型超高压放电灯，其构成包括：在内部一对电极互相对向地配置，并且将0.15mg/mm3以上的水银封入的发光管与延伸到其两侧，并在将电极的一部进行密封的同时，将电极与金属箔进行焊接的侧管部，在这样的短弧型超高压放电灯上，其特征在于：前述金属箔的宽度，在与前述电极的焊接部分较小地形成为该电极的直径值以下。
2.一种短弧型超高压放电灯，其构成包括：在内部一对电极互相对向地配置，并且将0.15mg/mm3以上的水银封入的发光管与延伸到其两侧，并在将电极的一部进行密封的同时，将电极与金属箔进行焊接的侧管部，在这样的短弧型超高压放电灯上，其特征在于：前述金属箔，以与前述电极的焊接部为中心，将未焊接的部分卷贴在该电极上。
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