JP5228726B2 - High pressure mercury lamp - Google Patents
High pressure mercury lamp Download PDFInfo
- Publication number
- JP5228726B2 JP5228726B2 JP2008233108A JP2008233108A JP5228726B2 JP 5228726 B2 JP5228726 B2 JP 5228726B2 JP 2008233108 A JP2008233108 A JP 2008233108A JP 2008233108 A JP2008233108 A JP 2008233108A JP 5228726 B2 JP5228726 B2 JP 5228726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- pressure mercury
- mercury lamp
- discharge vessel
- retaining member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 99
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 title claims description 98
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 32
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002060 Fe-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000953 kanthal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- -1 tungsten halide Chemical class 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
本発明は、例えば投射型プロジェクターの光源として好適に用いることができる交流点灯型の高圧水銀ランプに関するものである。 The present invention relates to an AC lighting type high pressure mercury lamp that can be suitably used as a light source of a projection type projector, for example.
投射型プロジェクター装置においては、矩形のスクリーンに対して、均一にかつ十分な演色性をもって画像を映し出すことが要求され、その光源ランプについては、より一層の小型化および点光源化が求められている。このような理由から、投射型プロジェクター装置の光源ランプとしては、従来使用されていたメタルハライドランプに代わり、放電容器内に0.16mg/mm3 以上の水銀が封入された、水銀蒸気圧が極めて高い高圧水銀ランプが提案されている(特許文献1参照。)。 In a projection type projector apparatus, it is required to project an image uniformly and with sufficient color rendering on a rectangular screen, and the light source lamp is required to be further reduced in size and point light source. . For this reason, as a light source lamp of a projection type projector device, mercury vapor pressure is extremely high in which 0.16 mg / mm 3 or more of mercury is sealed in a discharge vessel instead of a conventionally used metal halide lamp. A high-pressure mercury lamp has been proposed (see Patent Document 1).
このような高圧水銀ランプの一例における構成を図8に示す。この高圧水銀ランプ50は、略球状の発光管部52の両端に柱状の封止部53が連接された石英ガラスよりなる放電容器51を有し、この放電容器51の発光管部52内には、それぞれ電極棒55の先端に電極体56が形成されてなる一対の電極54が互いに対向するよう配置されている。電極棒55の各々の基端には、封止部53内に気密に埋設された金属箔57を介して、封止部53の外端から外方に突出して伸びるよう設けられた外部リード棒58が電気的に接続されている。そして、放電容器51の発光管部52内には、水銀、希ガスおよびハロゲンが封入されている。
The configuration of an example of such a high-pressure mercury lamp is shown in FIG. The high-
このような高圧水銀ランプ50においては、定常点灯されると、電極54間に放電が生じ、放電容器51の発光管部52内から外部に光が放射される。このとき、放電容器51は、放電熱の伝熱や、光の輻射熱によって高温に加熱される。特に、定常点灯時に、発光管部52内においてガスの熱対流が生じるため、発光管部52の上側部分は、下側部分よりも高い温度例えば1000℃以上の温度に加熱される。
しかしながら、放電容器51を構成する石英ガラスは、1000℃以上の温度に加熱されると、非晶質構造から結晶構造に相転移し、当該石英ガラスにはクリストバライト相が形成されるため、放電容器51の発光管部52、特にその上側部分に失透が生じ、その結果、高圧水銀ランプ50の照度が低下する、という問題がある。そのため、高圧水銀ランプ50の点灯中には、放電容器51を空冷することが行われている。
In such a high-
However, the quartz glass constituting the
然るに、放電容器51を空冷しながら高圧水銀ランプ50を定常点灯させると、発光管部52における電極54を包囲する領域に早期に黒化が生じる、という問題がある。この発光管部52の黒化が生じる理由は、ハロゲンサイクルが機能しないことによるものと考えられる。
具体的に説明すると、高圧水銀ランプ50の点灯中においては、電極54は高温に加熱され、当該電極54を構成する物質例えばタングステンが蒸発し、封入物であるハロゲンと反応することにより、ハロゲン化タングステンが生成される。このハロゲン化タングステンは、高温の電極に接触すると、タングステンとハロゲンとに分解され、当該タングステンは電極表面に堆積する。この一連のサイクルをハロゲンサイクルという。しかしながら、放電容器51が空冷されている場合には、蒸発したタングステンがハロゲンと反応する前に凝固して発光管部52の内表面に付着し、これにより、発光管部52の黒化が生じる。このような発光管部52の黒化は、発光管部52の下側部分や封止部53付近においてより顕著に生ずる。これは、発光管部52内におけるガスの熱対流により、当該発光管部52の下側部分が上側部分より低温となるためである。
そして、ハロゲンサイクルを機能させ、発光管部に黒化が生じることを抑制するため、放電容器の封止部における外表面領域に保温部材が設けられた高圧水銀ランプが提案されている(特許文献2参照。)。
However, when the high-
More specifically, during the lighting of the high-
And in order to make the halogen cycle function and suppress the occurrence of blackening in the arc tube portion, a high pressure mercury lamp in which a heat retaining member is provided in the outer surface region in the sealing portion of the discharge vessel has been proposed (Patent Literature). 2).
しかしながら、交流点灯型の高圧水銀ランプにおいては、放電容器の封止部における外表面領域に保温部材が設けられていても、発光管部に黒化が早期に生じる、という問題があることが判明した。これは、以下の理由によるものと考えられる。
高圧水銀ランプを定常点灯した後に消灯すると、放電熱の伝熱や光の輻射熱がなくなるため、当該高圧水銀ランプは自然冷却される。ここで、交流点灯型の高圧水銀ランプにおいては、一対の電極の各々は略同一の大きさであるため、それぞれの電極は温度差が生じることなく冷却される。一方、放電容器の発光管部内に封入された水銀は、ランプの点灯によって蒸発し、ランプの消灯によって、冷却された電極の各々の表面に凝縮して付着する。このとき、一対の電極の各々に付着する水銀は互いに略同量である。
そして、高圧水銀ランプを再度点灯し、一方の電極と他方の電極との間にグロー放電が開始すると、一方の電極には数百ボルトの高い電圧によって加速された陽イオンが衝突するが、実際には、一方の電極には水銀が付着しているため、当該一方の電極の表面に付着した水銀に陽イオンが衝突し、これにより、水銀が蒸発する。然るに、一方の電極において水銀が付着していない部分に直接陽イオンが衝突した場合には、当該一方の電極を構成する物質例えばタングステンが蒸発することになるが、点灯直後においては、放電容器の発光管部は、放電熱の伝熱や輻射熱を受けておらず、加熱されていない状態であるため、蒸発したタングステンが凝固して発光管部の内表面に付着し、これにより、発光管部の黒化が生じる。
However, it has been found that the AC lighting type high-pressure mercury lamp has a problem that blackening occurs early in the arc tube portion even if a heat retaining member is provided in the outer surface region of the sealing portion of the discharge vessel. did. This is considered to be due to the following reasons.
If the high-pressure mercury lamp is turned on after being steadily turned on, the heat transfer from the discharge heat and the radiant heat of light disappear, and the high-pressure mercury lamp is naturally cooled. Here, in the AC lighting type high-pressure mercury lamp, since each of the pair of electrodes has substantially the same size, each electrode is cooled without causing a temperature difference. On the other hand, mercury sealed in the arc tube portion of the discharge vessel evaporates when the lamp is turned on, and condenses and adheres to each surface of the cooled electrode when the lamp is turned off. At this time, the mercury adhering to each of the pair of electrodes is substantially the same amount.
When the high-pressure mercury lamp is turned on again and glow discharge starts between one electrode and the other, cations accelerated by a high voltage of several hundred volts collide with one electrode. In this case, since mercury is attached to one of the electrodes, a cation collides with the mercury attached to the surface of the one electrode, thereby evaporating the mercury. However, when a cation directly collides with a portion of one electrode where mercury is not attached, a substance constituting the one electrode, such as tungsten, evaporates. Since the arc tube portion is not subjected to heat transfer or radiant heat of the discharge heat and is not heated, the evaporated tungsten solidifies and adheres to the inner surface of the arc tube portion. Blackening occurs.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、放電容器に早期に黒化が生じることが抑制され、長時間安定した照度を維持することができる高圧水銀ランプを提供することにある。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to suppress the occurrence of early blackening in the discharge vessel, and to maintain a stable illuminance for a long time. To provide a lamp.
本発明の高圧水銀ランプは、発光管部の両端に封止部が連接された石英ガラスよりなる放電容器と、この放電容器の発光管部内に互いに対向するよう管軸方向に沿って配置された、それぞれ電極棒の先端に電極体が形成されてなる一方の電極および他方の電極とを備えてなり、当該放電容器の発光管部内に0.16mg/mm3 以上の水銀と、1×10-6〜1×10-2μmol/mm3 のハロゲンと、希ガスとが封入された、交流点灯型の高圧水銀ランプにおいて、
前記放電容器には、前記一方の電極を包囲する外表面領域に、一方の保温部材が設けられ、前記他方の電極を包囲する外表面領域に、他方の保温部材が設けられており、
当該一方の保温部材の熱容量は、当該他方の保温部材の熱容量の30〜80%であることを特徴とする。
The high-pressure mercury lamp of the present invention is disposed along the tube axis direction so as to face each other in a discharge vessel made of quartz glass having sealing portions connected to both ends of the arc tube portion and in the arc tube portion of the discharge vessel. , it comprises a one electrode and the other electrode the electrode body to the tip of each electrode rod is formed, and 0.16 mg / mm 3 of mercury in the light emitting part of the discharge vessel, 1 × 10 - In an AC lighting type high-pressure mercury lamp in which halogen of 6 to 1 × 10 −2 μmol / mm 3 and a rare gas are enclosed,
In the discharge vessel, one heat retaining member is provided in an outer surface region surrounding the one electrode, and the other heat retaining member is provided in an outer surface region surrounding the other electrode,
The heat capacity of the one heat retaining member is 30 to 80% of the heat capacity of the other heat retaining member.
本発明の高圧水銀ランプにおいては、前記一方の保温部材および前記他方の保温部材は、前記放電容器に巻き回されたコイル、金属膜、セラミックス膜または誘電体多層膜よりなることが好ましい。
また、直流電圧により前記一方の電極が陰極として始動され、グロー放電からアーク放電に移行した後に交流電圧により駆動されることが好ましい。
In a high-pressure mercury lamp of the present invention, the one heat insulating member and the other of the heat-insulating member, the discharge vessel wound coil, a metal film is preferably made of a ceramic film or dielectric multilayer film.
Further, the starting the one electrode as a cathode by a DC voltage, it is preferably driven by an AC voltage after the transition to arc discharge from glow discharge.
本発明の高圧水銀ランプにおいては、放電容器には、一方の電極および他方の電極の各々の電極棒を包囲する外表面領域に、一方の保温部材および他方の保温部材が設けられていることにより、当該高圧水銀ランプの定常点灯中において、当該高圧水銀ランプが保温されて加熱状態が確実に維持されるので、蒸発した電極物質が発光管部に付着することが抑制される。
しかも、一方の保温部材の熱容量が他方の保温部材の熱容量の30〜80%であることにより、高圧水銀ランプを消灯したときには、他方の電極が一方の電極より保温され、従って、一方の電極が他方の電極よりも冷却されやすく、当該一方の電極には、多量の水銀が凝縮して付着するので、当該高圧水銀ランプを、一方の電極を陰極として始動したときには、陽イオンが一方の電極に直接衝突することが抑制され、これにより、一方の電極の電極物質が蒸発することが抑制される結果、当該高圧水銀ランプの始動時において、電極物質が発光管部に付着することが抑制される。
従って、本発明の高圧水銀ランプによれば、放電容器に早期に黒化が生じることが抑制され、長時間安定した照度を維持することができる。
In the high pressure mercury lamp of the present invention, the discharge vessel is provided with one heat retaining member and the other heat retaining member in an outer surface region surrounding each electrode rod of the one electrode and the other electrode. During the steady lighting of the high-pressure mercury lamp, the high-pressure mercury lamp is kept warm and the heated state is reliably maintained, so that the evaporated electrode material is suppressed from adhering to the arc tube portion.
Moreover, when the heat capacity of one heat retaining member is 30 to 80% of the heat capacity of the other heat retaining member, when the high-pressure mercury lamp is turned off, the other electrode is kept warmer than the one electrode, and therefore one electrode is It is easier to cool than the other electrode, and a large amount of mercury condenses and adheres to the one electrode. Therefore, when the high-pressure mercury lamp is started with one electrode as the cathode, cations are applied to one electrode. The direct collision is suppressed, and as a result, the electrode material of one of the electrodes is prevented from evaporating. As a result, the electrode material is prevented from adhering to the arc tube portion when the high-pressure mercury lamp is started. .
Therefore, according to the high-pressure mercury lamp of the present invention, the occurrence of blackening in the discharge vessel at an early stage is suppressed, and stable illuminance can be maintained for a long time.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る高圧水銀ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。 この高圧水銀ランプ10は交流点灯型のものであって、略球状の発光管部12の両端にそれぞれ柱状の一方の封止部13および他方の封止部14が連接された石英ガラスよりなる放電容器11を有し、この放電容器11の発光管部12内には、水銀、希ガスおよびハロゲンが封入されている。
放電容器11の発光管部12内には、それぞれ高融点金属例えばタングステンよりなる一方の電極20および他方の電極25が、互いに対向するよう当該発光管部12の管軸に沿って配置されている。一方の電極20および他方の電極25の各々は、電極棒21,26の先端に電極体22,27が形成されて構成されている。図示の例では、電極体22,27の各々は、略半球状の先端部分を有すると共に先端に突起Tが形成され、基端部分には金属線Wが巻き回されて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of an example of a high-pressure mercury lamp according to the present invention. This high-
In the
一方の電極20における電極棒21の基端は、一方の封止部13内に気密に埋設された例えばモリブデンよりなる金属箔15の一端に接続され、この金属箔15の他端には、一方の封止部13の外端から外方に突出して伸びるよう設けられた外部リード棒16が接続されている。また、他方の電極25における電極棒26の基端は、他方の封止部14内に気密に埋設された例えばモリブデンよりなる金属箔17の一端に接続され、この金属箔17の他端には、他方の封止部14の外端から外方に突出して伸びるよう設けられた外部リード棒18が接続されている。
放電容器11には、一方の電極20の電極棒21を包囲する外表面領域に、全周にわたって一方の保温部材24が設けられ、他方の電極25の電極棒26を包囲する外表面領域に、全周にわたって他方の保温部材29が設けられている。
The base end of the
The
発光管部12内に封入される水銀の封入量は、0.16mg/mm3 以上とされ、この封入量は、温度条件によっても異なるが点灯時に150気圧以上の極めて高い蒸気圧となるものであり、これにより、投射型プロジェクター装置の光源として好適な高圧水銀ランプが得られる。
発光管部12内に封入されるハロゲンとしては、沃素、臭素、塩素などを例示することができる。
また、ハロゲンの封入量は、1×10-6〜1×10-2μmol/mm3 とされる。
発光管部12内に封入される希ガスとしては、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびこれらの混合物を例示することができる。
また、希ガスの封入圧は、例えば6.65〜26.6kPaである。
The amount of mercury enclosed in the
Examples of the halogen enclosed in the
The amount of halogen enclosed is 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 μmol / mm 3 .
Examples of the rare gas sealed in the
Moreover, the enclosure pressure of the rare gas is, for example, 6.65 to 26.6 kPa.
そして、本発明において、一方の保温部材24の熱容量は、他方の保温部材の熱容量の30〜80%とされる。一方の保温部材24の熱容量が過小である場合には、高圧水銀ランプの定常点灯中において、当該高圧水銀ランプが十分に保温されず、蒸発した電極物質が発光管部12に付着しやすくなり、その結果、放電容器11に早期に黒化が生じる。一方、一方の保温部材24の熱容量が過大である場合には、高圧水銀ランプ10の消灯時に、一方の電極20が冷却されにくくなり、当該一方の電極20には、十分な量の水銀が付着されないため、高圧水銀ランプ10の始動時において、電極物質が蒸発して発光管部に付着する結果、放電容器11に早期に黒化が生じる。
In the present invention, the heat capacity of one
図示の例では、一方の保温部材24および他方の保温部材29の各々は、放電容器11に巻き回されたコイルによって構成されている。このような構成においては、コイルの巻き数を選択することにより、或いは、用いられるコイルの径を変更することにより一方の保温部材24および他方の保温部材29の熱容量を調整することができる。また、一方の保温部材24および他方の保温部材29を構成するコイルは、一方の封止部13または他方の封止部14の外表面にコイル同士を重ねずに巻き回されていても、コイル同士を重ねて巻き回されていてもよく、更に、コイル同士を重ねずに巻き回される場合には、コイル同士が接触するよう密に巻き回されていても、コイル同士が離間して疎に巻き回されていてもよい。
かかるコイルの材質としては、ニクロム線(Ni−Cr)、鉄−クロム線(Fe−Cr)、カンタル線(Fe−Cr−Al)などを例示することができる。
In the illustrated example, each of the one
Examples of the material of the coil include nichrome wire (Ni—Cr), iron-chromium wire (Fe—Cr), and Kanthal wire (Fe—Cr—Al).
また、放電容器11の外表面における一方の保温部材24および他方の保温部材29が設けられる領域は、電極棒21,26を包囲する領域とされるが、具体的には、図2に示すように、放電容器11の外表面における位置P1から位置P2までの間の領域R1であり、好ましくは位置P1から位置P3までの間の領域R2である。ここで、位置P1は、放電容器11における発光管部12と一方の封止部13(他方の封止部14)との境界から電極棒21(26)の基端位置までの距離をL1としたとき、発光管部12と一方の封止部13(他方の封止部14)との境界から2×L1の距離を離間した位置であり、位置P2は、電極体22(27)の先端位置である。また、位置P3は、電極体22(27)の突起Tから当該電極体22(27)の先端部分の球面の接線を引き、この接線と放電容器11の外表面とが交差する位置である。
In addition, the region where the one
このような高圧水銀ランプ10においては、適宜の点灯装置によって、直流電圧により一方の電極20が陰極として始動され、一方の電極20および他方の電極25間のグロー放電がアーク放電に移行した後に交流電圧により駆動されることが好ましく、これにより、高圧水銀ランプ10を始動したときには、陽イオンが一方の電極20に必ず衝突するようになり、他方の電極20に衝突することが回避されるので、高圧水銀ランプ10の始動時において、他方の電極の電極物質が蒸発することを防止することができる。
In such a high-
上記の高圧水銀ランプ10の動作を図3を参照しながら説明すると、一方の電極20および他方の電極25間には、直流電圧が印加されることにより、水銀アークが発生し、直流電圧の印加から時間t1が経過すると、グロー放電が発生し、更に、グロー放電の発生から時間t2が経過すると、アーク放電が発生する。そして、グロー放電がアーク放電に移行してから一定時間経過した後(直流電圧の印加から時間T1が経過した後)に交流電圧により駆動されて定常点灯され、放電容器11の発光管部12内から外部に光が放射される。このとき、放電容器11は、放電熱の伝熱や、光の輻射熱によって高温に加熱されるが、適宜の冷却手段により、発光管部12特にその上側部分が空冷される。
而して、放電容器11には、一方の電極20および他方の電極25の各々の電極棒21,26を包囲する外表面領域に、全周にわたって一方の保温部材24および他方の保温部材29が設けられているため、高圧水銀ランプ10の定常点灯中において、当該高圧水銀ランプ10が保温されて加熱状態が確実に維持されるので、蒸発した電極物質が発光管部12に付着することが抑制される。
そして、交流電圧の印加から時間T2が経過した後に高圧水銀ランプ10が消灯されると、一方の電極20および他方の電極25が冷却され、発光管部12内において蒸発した水銀が一方の電極20および他方の電極25の各々の表面に凝縮して付着する。然るに、一方の保温部材24の熱容量が他方の保温部材29の熱容量の30〜80%であるため、他方の電極25が一方の電極20より保温され、従って、一方の電極20が他方の電極25よりも冷却されやすく、これにより、一方の電極20の表面には、他方の電極25の表面よりも多量の水銀が凝縮して付着する。
而して、高圧水銀ランプ10を、一方の電極20を陰極として直流電圧により再度始動したときには、一方の電極20の表面には多量の水銀が付着しているので、陽イオンが一方の電極20に直接衝突することが抑制され、これにより、一方の電極20の電極物質が蒸発することが抑制される結果、当該高圧水銀ランプ10の始動時において、電極物質が発光管部12に付着することが抑制される。
従って、上記の高圧水銀ランプ10によれば、放電容器11に早期に黒化が生じることが抑制され、長時間安定した照度を維持することができる
The operation of the high-
Thus, in the
When the high-
Thus, when the high-
Therefore, according to the high-
図4は、本発明に係る高圧水銀ランプを具えたランプ装置の一例における構成を示す説明用断面図である。このランプ装置は、例えば図1に示す構成の高圧水銀ランプ10と、この高圧水銀ランプを取り囲むよう配置されたリフレクター30とを備えてなる。
具体的に説明すると、リフレクター30は、例えば放物面状の光反射部31を有し、この光反射部31の中央底部には、当該リフレクター30の軸方向に沿って後方に伸びる筒状の頸部32が形成されている。リフレクター30の頸部32の筒孔内には、高圧水銀ランプ10の放電容器11における他方の封止部14が、当該リフレクター30の軸方向に沿って挿入されて当該頸部32の後端から突出するよう配置されている。
リフレクター30の頸部32の外周には、スリーブ状のリフレクターベース35が設けられている。このリフレクターベース35は、リフレクター30の頸部32の外径より大きい内径を有するリフレクター支持部36と、高圧水銀ランプ10の他方の封止部14の幅より大きい内径を有するランプ支持部37とが連続して一体に形成されている。このリフレクターベース35のリフレクター支持部36の筒孔内には、リフレクター30の頸部32が挿入され、この状態で接着材38により固定されており、一方、リフレクターベース35のランプ支持部37の筒孔内には、高圧水銀ランプ10の他方の封止部14が挿入され、この状態で接着材39により固定されている。
また、34は、高圧水銀ランプ10における一方の封止部13に設けられた外部リード棒16と、給電線(図示省略)とをかしめて固定する固定部材である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of an example of a lamp device including the high-pressure mercury lamp according to the present invention. This lamp device includes, for example, a high-
More specifically, the
A sleeve-
このようなランプ装置によれば、高圧水銀ランプ10は、リフレクター30の頸部32の筒孔内に他方の封止部材14が挿入された状態で配置されているため、当該高圧水銀ランプ10を消灯したときには、他方の電極25が一方の電極20より一層保温され、一方の電極20が他方の電極25よりも一層冷却されやすくなるので、高圧水銀ランプ10の始動時において、電極物質が発光管部12に付着することが確実に抑制される。
According to such a lamp device, since the high-
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明においては種々の変更を加えることが可能である。
例えば、一方の保温部材および他方の保温部材は、金属膜、セラミックス膜または誘電体多層膜よりなるものであってもよい。このような構成においては、膜の体積、具体的には膜の厚みや面積を変更することにより一方の保温部材および他方の保温部材の熱容量を調整することができる。このような一方の保温部材および他方の保温部材を構成する場合には、金属膜の材質としては、金(Au)、モリブデン(Mo)などを例示することができ、セラミックス膜の材質としては、SiO2 、Al2 O3 などを例示することができ、誘電体多層膜の材質としては、ZrO2 −SiO2 、Ta2 O5 −SiO2 、HfO2 −SiO2 などを例示することができる。
また、図5に示すように、一方の電極20(他方の電極25)は、電極体22(27)の先端部にテーパ部が形成されてなるものであってもよい。このような一方の電極20(他方の電極25)を用いる場合には、放電容器11の外表面において、一方の保温部材24(他方の保温部材29)が設けられる好ましい領域R2を決定するための位置P3は、電極体22(27)の先端からテーパ部の基端縁に接する直線を引き、この直線と放電容器11の外表面とが交差する位置である。
また、図6に示すように、一方の電極20(他方の電極25)は、電極棒21(26)の先端にテーパ状の電極体22(27)が連続して一体に形成されてなるものであってもよい。このような一方の電極20(他方の電極25)を用いる場合には、放電容器11の外表面において、一方の保温部材24(他方の保温部材29)が設けられる好ましい領域R2を決定するための位置P3は、電極体22(27)のテーパ面に沿って引いた直線と放電容器11の外表面とが交差する位置である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be made in the present invention.
For example, one heat retaining member and the other heat retaining member may be made of a metal film, a ceramic film, or a dielectric multilayer film. In such a configuration, the heat capacity of one heat retaining member and the other heat retaining member can be adjusted by changing the volume of the film, specifically, the thickness and area of the film. In the case of constituting such one heat retaining member and the other heat retaining member, examples of the material of the metal film include gold (Au), molybdenum (Mo), etc. Examples include SiO 2 and Al 2 O 3 , and examples of the material of the dielectric multilayer film include ZrO 2 —SiO 2 , Ta 2 O 5 —SiO 2 , and HfO 2 —SiO 2. .
As shown in FIG. 5, one electrode 20 (the other electrode 25) may have a tapered portion formed at the tip of the electrode body 22 (27). When one such electrode 20 (the other electrode 25) is used, a preferable region R2 in which one heat retaining member 24 (the other heat retaining member 29) is provided on the outer surface of the
Further, as shown in FIG. 6, one electrode 20 (the other electrode 25) is formed by continuously and integrally forming a tapered electrode body 22 (27) at the tip of an electrode rod 21 (26). It may be. When one such electrode 20 (the other electrode 25) is used, a preferable region R2 in which one heat retaining member 24 (the other heat retaining member 29) is provided on the outer surface of the
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
〈実施例1〜11および比較例1〜8〉
図1に示す構成に従い、下記の仕様の高圧水銀ランプ(10)を作製した。
放電容器(11):石英ガラス製,全長51mm,発光管部(12);長さ9mm,最大外径10mm,発光管部(12)内の容積64.8mm3 ,一方の封止部(13);幅6mm×6mm,長さ17mm,他方の封止部(14);幅6mm×6mm,長さ25mm
一方の電極(20):タングステン製,全長6.65mm,電極棒(21)の径0.4mm,電極体(22)の長さ2.75mm,径1.5mm
他方の電極(25):タングステン製,全長6.65mm,電極棒(26)の径0.4mm,電極体(27)の長さ2.75mm,径1.5mm
金属箔(15,17):モリブデン製
外部リード棒(16,18):モリブデン製,全長8.5mm,外径0.5mm
一方の保温部材(24):線径φ0.3mmの鉄クロム線を放電容器(11)の一方の封止部(13)に下記表1に示す回数巻き回してなるもの
他方の保温部材(29):線径φ0.3mmの鉄クロム線を放電容器(11)の他方の封止部(14)に下記表1に示す回数巻き回してなるもの
封入物:水銀0.27mg/mm3 ,ハロゲン(臭素)7×10-4μmol/mm3 ,アルゴンガス13kPa
管壁負荷:2.2W/mm2
<Examples 1-11 and Comparative Examples 1-8>
According to the configuration shown in FIG. 1, a high-pressure mercury lamp (10) having the following specifications was produced.
Discharge vessel (11): made of quartz glass,
One electrode (20): made of tungsten, total length 6.65mm, electrode rod (21) diameter 0.4mm, electrode body (22) length 2.75mm, diameter 1.5mm
The other electrode (25): made of tungsten, total length 6.65 mm, electrode rod (26) diameter 0.4 mm, electrode body (27) length 2.75 mm, diameter 1.5 mm
Metal foil (15, 17): Molybdenum External lead bar (16, 18): Molybdenum, total length 8.5mm, outer diameter 0.5mm
One heat retaining member (24): an iron chrome wire having a wire diameter of φ0.3 mm wound around one sealing portion (13) of the discharge vessel (11) the number of times shown in Table 1 below. The other heat retaining member (29 ): An iron-chromium wire having a wire diameter of φ0.3 mm is wound around the other sealing portion (14) of the discharge vessel (11) as shown in Table 1 below. Inclusion: 0.27 mg / mm 3 of mercury, halogen (Bromine) 7 × 10 −4 μmol / mm 3 ,
Tube wall load: 2.2 W / mm 2
〈実験例1〉
作製した高圧水銀ランプ(10)を水平に配置し、定格電圧80V、定格電力230Wで5秒間直流電圧を印加し、その後、定格電圧80V、定格電力230Wで交流電圧を印加して3.5時間定常点灯させ、その後、30分間消灯し、この点灯・消灯のサイクルを合計で200回繰り返して行った。ここで、最初に高圧水銀ランプ(10)を点灯する前に、一方の電極(20)の表面に予め水銀を付着させておいた。そして、高圧水銀ランプ(10)を観察し、始動時における放電容器の黒化の発生の有無、および定常点灯中における放電容器の黒化の発生の有無を調べた。ここで、発光管部の両端部付近において当該発光管部付近に円形状に発生する黒化を、始動時における発生とし、発光管部の両端部付近において当該発光管部の一部または下側部分または全周にわたって発生する黒化を、定常点灯中における発生とした。以上、結果を下記表1に示す。また、表1には、他方の保温部材(29)の熱容量H2に対する一方の保温部材(24)の熱容量H1の比H1/H2の値を示した。
<Experimental example 1>
The produced high-pressure mercury lamp (10) is placed horizontally, a DC voltage is applied for 5 seconds at a rated voltage of 80 V and a rated power of 230 W, and then an AC voltage is applied at a rated voltage of 80 V and a rated power of 230 W for 3.5 hours. The light was turned on constantly and then turned off for 30 minutes, and this turn-on / off cycle was repeated 200 times in total. Here, before the high pressure mercury lamp (10) was turned on for the first time, mercury was previously attached to the surface of one electrode (20). Then, the high-pressure mercury lamp (10) was observed to examine the occurrence of blackening of the discharge vessel during start-up and the occurrence of blackening of the discharge vessel during steady lighting. Here, blackening that occurs in a circular shape in the vicinity of the arc tube portion in the vicinity of both ends of the arc tube portion is assumed to be generated at the start, and a part of the arc tube portion or a lower side in the vicinity of both ends of the arc tube portion Blackening that occurred over a part or the entire circumference was defined as occurrence during steady lighting. The results are shown in Table 1 below. Table 1 shows the value of the ratio H1 / H2 of the heat capacity H1 of one heat retaining member (24) to the heat capacity H2 of the other heat retaining member (29).
表1の結果から明らかなように、実施例1〜11に係る高圧水銀ランプによれば、放電容器に、始動時の黒化および定常点灯中の黒化のいずれについても、早期に発生することがないことが確認された。
これに対し、比較例1〜5に係る高圧水銀ランプにおいては、一方の保温部材の熱容量が他方の保温部材の熱容量の30%未満であるため、放電容器には、定常点灯中の黒化が早期に発生し、また、比較例6〜9に係る高圧水銀ランプにおいては、一方の保温部材の熱容量が他方の保温部材の熱容量の80%を超えるため、放電容器には、始動時の黒化が早期に発生した。
As is clear from the results in Table 1, according to the high-pressure mercury lamps according to Examples 1 to 11, both blackening at start-up and blackening during steady lighting occur early in the discharge vessel. It was confirmed that there was no.
On the other hand, in the high pressure mercury lamps according to Comparative Examples 1 to 5, since the heat capacity of one heat retaining member is less than 30% of the heat capacity of the other heat retaining member, the discharge vessel is blackened during steady lighting. In the high-pressure mercury lamps according to Comparative Examples 6 to 9 that occur early, the heat capacity of one heat retaining member exceeds 80% of the heat capacity of the other heat retaining member, so the discharge vessel is blackened at the start Occurred early.
〈実験例2〉
実施例6に係る高圧水銀ランプを8本(これらをランプA1〜A8とする。)、比較例8に係る高圧水銀ランプを3本(これらをランプB1〜B3とする。)用意し、これらの高圧水銀ランプについて、実験例1と同様の点灯・消灯のサイクルを合計で1000回繰り返して行い、点灯開始時における照度を100%として、点灯時間の経過による照度の維持率の変化を測定した。以上、結果を図7に示す。
<Experimental example 2>
Eight high-pressure mercury lamps according to Example 6 (these are referred to as lamps A1 to A8) and three high-pressure mercury lamps according to comparative example 8 (these are referred to as lamps B1 to B3) are prepared. For the high-pressure mercury lamp, the same lighting / extinguishing cycle as in Experimental Example 1 was repeated 1000 times in total, and the change in illuminance maintenance rate with the passage of lighting time was measured with the illuminance at the start of lighting being 100%. The results are shown in FIG.
図7の結果から明らかなように、実施例6に係る高圧水銀ランプによれば、長時間安定した照度を維持することができることが確認された。
これに対し、比較例8に係る高圧水銀ランプにおいては、点灯を開始してから早期に照度が低下した。
As is clear from the results of FIG. 7, it was confirmed that the high-pressure mercury lamp according to Example 6 can maintain a stable illuminance for a long time.
On the other hand, in the high-pressure mercury lamp according to Comparative Example 8, the illuminance decreased early after starting lighting.
10 高圧水銀ランプ
11 放電容器
12 発光管部
13 一方の封止部
14 他方の封止部
15 金属箔
16 外部リード棒
17 金属箔
18 外部リード棒
20 一方の電極
21 電極棒
22 電極体
24 一方の保温部材
25 他方の電極
26 電極棒
27 電極体
29 他方の保温部材
30 リフレクター
31 光反射部
32 頸部
34 固定部材
35 リフレクターベース
36 リフレクター支持部
37 ランプ支持部
38,39 接着材
50 高圧水銀ランプ
51 放電容器
52 発光管部
53 封止部
54 電極
55 電極棒
56 電極体
57 金属箔
58 外部リード棒
T 突起
W 金属線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記放電容器には、前記一方の電極を包囲する外表面領域に、一方の保温部材が設けられ、前記他方の電極を包囲する外表面領域に、他方の保温部材が設けられており、
当該一方の保温部材の熱容量は、当該他方の保温部材の熱容量の30〜80%であることを特徴とする高圧水銀ランプ。 A discharge vessel made of quartz glass having sealing portions connected to both ends of the arc tube portion, and an electrode at the tip of each electrode rod arranged along the tube axis direction so as to face each other in the arc tube portion of the discharge vessel One electrode formed with a body and the other electrode, and 0.16 mg / mm 3 or more of mercury and 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 μmol in the arc tube portion of the discharge vessel. In an AC lighting type high-pressure mercury lamp in which a halogen of / mm 3 and a rare gas are enclosed,
In the discharge vessel, one heat retaining member is provided in an outer surface region surrounding the one electrode, and the other heat retaining member is provided in an outer surface region surrounding the other electrode,
The heat capacity of the one heat retaining member is 30 to 80% of the heat capacity of the other heat retaining member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008233108A JP5228726B2 (en) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | High pressure mercury lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008233108A JP5228726B2 (en) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | High pressure mercury lamp |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010067472A JP2010067472A (en) | 2010-03-25 |
JP5228726B2 true JP5228726B2 (en) | 2013-07-03 |
Family
ID=42192884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008233108A Active JP5228726B2 (en) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | High pressure mercury lamp |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5228726B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05283050A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Projection illuminant device |
JP3438858B2 (en) * | 1996-08-21 | 2003-08-18 | 松下電器産業株式会社 | Lighting device for discharge lamp |
JP3601413B2 (en) * | 2000-05-26 | 2004-12-15 | 松下電工株式会社 | Metal halide lamp |
JP2003086134A (en) * | 2001-06-29 | 2003-03-20 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure metal vapor discharge lamp and luminaire |
JP4100599B2 (en) * | 2002-04-05 | 2008-06-11 | ウシオ電機株式会社 | Super high pressure mercury lamp |
JP4048376B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-02-20 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp and projector |
-
2008
- 2008-09-11 JP JP2008233108A patent/JP5228726B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010067472A (en) | 2010-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4400095B2 (en) | Short arc super high pressure mercury lamp | |
JP2005019262A (en) | Short arc type discharge lamp lighting device | |
JP5315951B2 (en) | Super high pressure discharge lamp | |
US20110205503A1 (en) | High-pressure mercury vapor discharge lamp and method of manufacturing a high-pressure mercury vapor discharge lamp | |
JP4400125B2 (en) | Short arc type discharge lamp lighting device | |
JP2006269165A (en) | Ultra-high pressure mercury lamp | |
JP4743313B2 (en) | Ultra high pressure mercury lamp and ultra high pressure mercury lamp lighting device | |
JP5228726B2 (en) | High pressure mercury lamp | |
JP4940723B2 (en) | Short arc type ultra high pressure discharge lamp | |
WO2004027817A1 (en) | High-pressure discharge lamp | |
JPH0565974B2 (en) | ||
JP5397401B2 (en) | Short arc type discharge lamp | |
JP2003151492A (en) | Short arc type extra-high pressure discharge lamp | |
JP2001015070A (en) | Discharge lamp | |
JP3562427B2 (en) | High pressure mercury lamp light emitting device and lighting method thereof | |
JP2001118542A (en) | Short arc-type high-pressure mercury lamp | |
JPH04282552A (en) | Heat-sinking means for metal halide lamp | |
JP2010225306A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting system | |
JP5240144B2 (en) | Super high pressure discharge lamp | |
US7170229B2 (en) | Short arc type super high pressure discharge lamp | |
JP5240116B2 (en) | Super high pressure mercury lamp | |
JP5218320B2 (en) | Super high pressure mercury lamp | |
JP5056903B2 (en) | Ultra high pressure mercury lamp and method of manufacturing the ultra high pressure mercury lamp | |
JP5263065B2 (en) | Super high pressure mercury lamp | |
JP2009105062A (en) | Short-arc type extra high-pressure mercury lamp |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120813 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130304 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5228726 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |