專利名稱：紫外線放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放射紫外線的放電燈。
技術(shù)背景在各個領(lǐng)域中均廣泛利用放射紫外線的放電燈，對樹脂、粘結(jié)劑、 涂料、墨水、光敏電阻等照射紫外線，進行硬化、干燥、熔融或者軟 化等各種處理。圖5是表示用于上述目的的以往的棒狀的紫外線放電燈的結(jié)構(gòu)的 一例的圖。如該圖所示，紫外線放電燈大致由被稱為封閉體的玻璃(石英) 管內(nèi)設(shè)有一對電極la的管主體部分和埋設(shè)有用于連接管內(nèi)部的電極la 和外部的電極(導線)5的金屬箔(例如鉬箔)lc的密封部C構(gòu)成。密封部C由加熱封閉體的石英以與金屬箔之間不存在空間(間隙) 的方式密封而構(gòu)成。并且，在封閉體內(nèi)，以水銀為首的一種或多種金屬被封入。在密封部C的兩端(燈的長邊方向的兩外側(cè))上安裝有陶瓷制或 金屬制的基座lb，從該基座lb通過外部電極(導線5)向電極la通電。并且，將燈安裝到光照射器時，設(shè)在光照射器上的燈保持部件保 持該基座lb的部分。管主體部分由電極la之間的封閉體發(fā)光部A、以及管徑逐漸變細、 連接封閉體發(fā)光部A和密封部C的管端部B構(gòu)成。在本申請中，所謂管端部B是指，從電極la的前端部分開始，到 密封部C的、密封石英構(gòu)成的金屬箔lc的部分的電極la側(cè)前端為止 的區(qū)域。如上所述，密封部C是金屬箔被石英密封的部分、內(nèi)部不存 在空間的部分。與此相對，管端部B是指封閉體發(fā)光部A和密封部C 之間的存在空間的部分。點燈時， 一對電極la之間發(fā)生放電，封入在管內(nèi)的以水銀為首的 金屬蒸發(fā)，該金屬特有的光譜發(fā)光。此時，封閉體發(fā)光部A變?yōu)榘l(fā)光 區(qū)域，管端部B變?yōu)榉前l(fā)光區(qū)域。這種紫外線放電燈，舉個例子來說，額定為18kW，電極la間距 離大約為1100mm，在內(nèi)容積大約為400cmS的封閉體內(nèi)封入有鐵、碘 化汞、水銀等，放射波長為220nm 400nm的光。例如專利文獻1中 公開了這種封入了包含多種金屬的氣體的棒狀的紫外線放電燈。圖6是表示利用上述以往的棒狀的紫外線放電燈的光照射器的結(jié) 構(gòu)的一例的圖，該圖是從垂直于燈的長邊方向的方向觀察的剖視圖。l為燈，2為被稱為燈殼的燈具，2a為截面為橢圓狀的喇叭狀的反 射鏡，2b為風洞，2c為間隔壁，2d為冷卻風的吸入孔，3為吸引扇， 4為風道。如該圖所示，光照射器具有燈1以及收納該燈1的燈殼2，用于 將冷卻風取入內(nèi)部的吸引扇3通過風道4安裝在燈殼2上。通過吸引扇3工作，冷卻風從外部吸引到燈殼2內(nèi)，冷卻風與棒狀的燈1的長邊方向垂直地流過，冷卻燈1及反射鏡2a。冷卻了燈1 及反射鏡2a的冷卻風從設(shè)在間隔壁2c上的空氣的吸入孔2d吸入到風 洞2b，從風道4排出。燈1配置在截面為橢圓形的喇叭狀的反射鏡2a的第一焦點，從上 述燈1放射的紫外線被聚光并照射在配置在上述反射鏡2a的第2焦點 附近的被照射體W上。返回圖5，在紫外線放電燈中，燈點燈時的封閉體發(fā)光部A以及 管端部B和密封部C的最佳溫度各不相同。各部的最佳溫度如該圖所 示，封閉體發(fā)光部A及管端部B為550°C 900°C。另一方面，密封部C優(yōu)選溫度盡量低，被確定了上限的溫度。根 據(jù)燈的種類(封入物或功率不同)的不同，上限溫度不同，大致為300 "C 40(TC以下。為了縮短處理時間，燈的輸入有變大的傾向，在上述示例的輸入 大的燈的情況下，點燈時，由于自身產(chǎn)生的熱，溫度變高。因此，為 了使上述各部分別成為適當?shù)臏囟?，需要冷卻燈。例如，封閉體發(fā)光部A及管端部B的溫度達到90(TC以上時，作 為管的材料的石英再結(jié)晶化而白濁(失透)，來自封閉體發(fā)光部A的 光的透光率變低，有時會產(chǎn)生照度降低或燈變形。并且，密封部C在金屬(鉬)箔和外部的電極(導線)5連接的 部分的溫度超過上限(30(TC 40(TC)時，鉬箔lc與外部氣體接觸的 部分氧化，發(fā)生由于箔斷開而導致燈不點燈的問題。因此，需要向封 閉體發(fā)光部A或密封部C施加足夠量的冷卻風。另一方面，冷卻風過多，封閉體發(fā)光部A或管端部B的溫度變?yōu)?50'C以下時，管內(nèi)蒸發(fā)的水銀或其他金屬會吸附到溫度變低的部分并 集中，封閉體發(fā)光部A的金屬成分的比例發(fā)生變化。因此，發(fā)光光譜的分布(發(fā)光分光分布)時而為正常點燈的情況， 時而發(fā)生燈熄滅。這種現(xiàn)象被稱為過冷卻。因此，燈點燈時，需要調(diào)整冷卻風量，使燈的上述各部分的溫度 適當。但是，為了使封閉體發(fā)光部A的溫度保持在90(TC以下，并且密 封部C保持在上限(30(TC 400r)以下而調(diào)整冷卻風量時，容易使 位于二者之間的管端部B的溫度變?yōu)?5(TC以下，特別是電極la與鉬 箔lc接合的附近的溫度變低，金屬進入并滯留在電極la的后端與密封 部C的前端(由石英封固的部分的電極側(cè)前端)之間的微小的空隙中， 存在造成過冷卻的原因的問題。因此，為了防止該問題，在專利文獻2中，公開了在紫外線燈的 管端部設(shè)置擋風部件D。專利文獻1:專利公報第2895340號 專利文獻2:日本特開2005-11740公報根據(jù)專利文獻2的記載，設(shè)在紫外線放電燈上的擋風部件D固定 在密封部C的封閉體上并被其支撐。但是，將擋風部件D固定在密封部C上時，與以往相比，密封部 C的熱容量變大，適當?shù)乩鋮s密封部C的冷卻條件發(fā)生了變化。因此，將擋風部件D安裝到密封部C上時，需要通過再次實驗求 出適當?shù)睦鋮s條件、例如冷卻風的風量或風速，重新進行設(shè)定。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明考慮到上述問題點，本發(fā)明的目的在于提供一種紫外線放 電燈，通過擋風部件防止管端部的過冷卻，并能切實地冷卻密封部， 并與以往相比不會增大密封部的熱容量。為了解決上述問題，在本發(fā)明中，擋風部件并未固定在密封部上， 而是固定在基座上。但是，將擋風部件固定在基座上時，冷卻風并非直接吹到密封部 上，在擋風部件的相當于密封部的位置上形成兩處通風口，確保用于 冷卻密封部的冷卻風的通風路徑。另外，為了有效進行密封部的金屬箔的冷卻，優(yōu)選構(gòu)成為連接兩 處通風口的方向和金屬箔的平面平行。發(fā)明效果在本發(fā)明中，由于擋風部件固定在基座上，因此密封部的熱容量 與以往相比不變化。因此，不需要再次重新求出燈的冷卻條件，能夠以與以往相同的 冷卻條件冷卻燈，能夠防止管端部的過冷卻。除此之外，在擋風部件的與密封部相當?shù)奈恢蒙显O(shè)有通風口，形 成通風路徑，因此能夠適當?shù)乩鋮s密封部。并且，連接兩處通風口的方向與密封部的金屬箔的平面平行，從 而能夠有效冷卻金屬箔，防止與外部氣體接觸的部分的氧化。


圖1是表示本發(fā)明的紫外線放電燈的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是本發(fā)明的紫外線放電燈的管端部附近的放大圖。圖3是表示利用本發(fā)明的紫外線放電燈的光照射器的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示紫外線放電燈的各部的測定溫度的圖。圖5是表示以往的紫外線放電燈的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示利用以往的紫外線放電燈的光照射器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
具體實施方式
圖1 (a)是表示本發(fā)明的紫外線放電燈的結(jié)構(gòu)的圖。對于燈的冷 卻風如該圖所示，從下側(cè)向著上側(cè)垂直于燈的長邊方向地提供。紫外線燈1的兩側(cè)設(shè)有覆蓋管端部B的圓筒狀的擋風部件D。圖1 (c)是擋風部件D的透視圖，擋風部件D與封閉體發(fā)光部A 同軸，與燈的長邊方向成直角的方向的截面為圓形。擋風部件D為厚度約為2mm、與燈1的封閉體相同材質(zhì)的玻璃， 另一方面通過陶瓷類的粘結(jié)劑S固定在基座lb上。另一方面，擋風部件D的封閉體發(fā)光部A側(cè)相對于封閉體具有 1 mm左右的間隙d地開放。擋風部件D和封閉體之間具有間隙d是因 為，擋風部件D與封閉體接觸時，存在接觸的部分的溫度降低，使發(fā) 光條件不同的可能性。并且，在擋風部件D的相當于密封部C的部分上，與冷卻風相對 一側(cè)及其相反側(cè)上形成作為貫通孔的通風口 61、 62。即，形成在與冷卻風相對一側(cè)的貫通孔是冷卻風進入用的通風口 (冷卻風進入口) 61，并且形成在其相反側(cè)的貫通孔是冷卻風排出用的通風口 (冷卻風排出口) 62，對于密封部C確保了冷卻風的通風路 徑，能夠切實地冷卻密封部C。另外，擋風部件D的冷卻風排出用的通風口 62如圖1 (b)所示， 也可以是槽(窄縫)狀。圖2是本發(fā)明的紫外線燈的管端部B附近的放大圖，圖2(a)是 從冷卻風進入口 61側(cè)觀察的剖視圖，圖2 (b)是沿著連接冷卻風進入 口 61和冷卻風排出口 62的方向的剖視圖。另外，在該圖中，為了防 止圖面繁雜，用虛線表示基座lb。如該圖所示，電極la由兩片鉬箔lc夾著而接合。另外，在額定 功率大的燈的情況下，電極la粗且重，因此在管端部B，有時由被稱 為加強筋(bead)的部件支撐，但在該圖中省略了該加強筋部件進行表 示。另一方面，兩片鉬箔lc在密封部C中，在兩箔之間夾著玻璃部件 11，從兩側(cè)不殘留空間地密封，露出到燈的外部。并且，露出到其外部的兩片鉬箔lc與外部電極(導線)5接合。 該鉬箔lc與外部電極(導線)5的接合部分由基座lb覆蓋，導線5從 基座lb的側(cè)面露出到外部。另外，在本實施例中表示了使用兩片鉬箔lc的結(jié)構(gòu)，也可以使用 一片鉬箔。燈通過電極la的前端間的放電而發(fā)光，因此為了不妨礙放射的光， 優(yōu)選擋風部件D不會比電極la前端靠內(nèi)側(cè)(發(fā)光部側(cè))。另一方面，比電極la前端靠外側(cè)(非發(fā)光部側(cè))的管端部B不產(chǎn)生放電，因此溫度容易變低，需要設(shè)置擋風部件D。尤其是如上所述，電極la與鉬箔lc接合的附近，將棒狀的電極 與平面狀的鉬箔接合，因此在結(jié)構(gòu)上容易產(chǎn)生空間(間隙)。因此， 如圖2 (a)所示，在電極la的后端和密封部C的前端(由石英封固的 部分的電極側(cè)前端)之間形成有小的空間(間隙)12。并且，該間隙12由于遠離封閉體發(fā)光部A而溫度容易變低，封閉 體內(nèi)的金屬容易變冷而滯留。另外， 一旦進入該間隙的金屬不會有溫 度上升，因此難以再蒸發(fā)。因此，擋風部件D形成為，切實地將電極la與鉬箔lc接合的附 近，即電極la的后端與密封部C的前端(由石英封固的部分的電極側(cè) 前端)之間的間隙12擋風，并保溫。并且，為了向密封部C提供冷卻風而在擋風部件D上形成的冷卻 風進入口 61和冷卻風排出口 62設(shè)在從密封部C的鉬箔lc的電極la 側(cè)端到擋風部件D與基座lb粘結(jié)的部分為止之間。其中，冷卻風進入口 61開口到將近密封部C的前端(由石英封固 的部分的電極側(cè)前端)時，可以想到冷卻風會吹到位于上述想要切實 地保溫的電極la的后端和密封部C的前端之間的間隙12。因此，冷卻風進入口 61為了使冷卻風不吹向間隙12 (為了不使 間隙12的溫度下降)，從密封部C的中途向著基座lb側(cè)形成。并且，連接冷卻風進入口 61和冷卻風排出口 62的方向與鉬箔的 平面構(gòu)成為二者平行。由1片鉬箔lc構(gòu)成的燈也同樣。通過這種構(gòu)成， 冷卻風沿著鉬箔lc的平面流動，想要盡量降低溫度的鉬箔lc能夠被有 效冷卻。另外，冷卻風進入口 61和冷卻風排出口 62并不需要是相同大小 的形狀。如上所述，冷卻風進入口 61必須將其大小或形狀設(shè)計成冷卻風不 會吹到電極la和鉬箔lc的接合部附近。并且，冷卻風排出口 62的開口也可以為了不妨礙冷卻風的流動而 設(shè)計成比冷卻風進入口 61大。并且，其形狀如上所述，可以不是貫通孔，而是從封閉體發(fā)光部 A向著基座lb形成的槽(窄縫)狀的開口。擋風部件D的材質(zhì)可以使用與放電燈的封閉體相同材質(zhì)的玻璃， 但優(yōu)選為絕緣性。在擋風部件的材質(zhì)為導電性時，擋風部件與燈內(nèi)部的電極接近， 因此燈點燈時在電極和擋風部件之間放電，電流從擋風部件向燈殼流 過，會有產(chǎn)生接地故障(相對于大地短路)的情況。作為可用作擋風部件的絕緣性材料，例如可以例舉出陶瓷。如上 所述，管端部為非發(fā)光區(qū)域，因此使用不透明材料也沒有問題。圖3表示將本發(fā)明的紫外線放電燈安裝到光照射器上的圖。該圖 是從沿著燈的長度方向的方向觀察的剖視圖。另外，省略了導線5。與圖6同樣地，l為棒狀的紫外線放電燈，2為燈殼，2a為喇叭狀 的反射鏡，2b為風洞，2c為間隔壁，2d為冷卻風的吸入孔，3為吸引 扇，4為風道，在燈殼2的上部，經(jīng)由風道4設(shè)有吸引扇3。通過吸引扇3工作，冷卻風從外部吸引到燈殼2內(nèi)，冷卻風垂直于棒狀的燈1的長邊方向地流動，冷卻燈1及反射鏡2a。冷卻了燈1及反射鏡2a的冷卻風從設(shè)在間隔壁2c上的空氣的吸 入孔2d被吸入風洞2b，從風道4排出。封閉體發(fā)光部A被冷卻風吹到而被冷卻，管端部B通過安裝的擋 風部件D不會被冷卻風直接吹到，能夠保溫。擋風部件D被冷卻而溫度降低，但由于擋風部件D與管端部B的 封閉體上設(shè)有間隙，通過存在于該間隙的空氣層的保溫效果，管端部B 的熱不會傳遞到擋風部件D，溫度不會下降。因此，能夠防止管端部B 過冷卻。并且，在擋風部件D的與密封部C相當?shù)牟糠稚闲纬捎欣鋮s風的 通風路徑，因此密封部C的冷卻不會受到擋風部件D的影響，可以按 照以往進行。圖4表示安裝有本發(fā)明的擋風部件的情況和未安裝的以往的情況 下的紫外線放電燈的各部的溫度。另夕卜，該燈如上所述，額定為18kW，電極la間距離約為1100mm， 內(nèi)容積約為400cm3，封閉體內(nèi)部封入有鐵、碘化汞、水銀等，溫度測 定時的輸入功率為130W/cm。溫度的測定點為管端部B的直徑粗的電極前端附近(粗徑部)、 管端部B的管徑變細的部分(細徑部)、電極la與鉬箔的接合部、以 及密封部C的4處封閉體的表面。封閉體的表面與熱電偶接合，進行 溫度觀!l定o如該圖所示，未設(shè)置擋風部件D的以往的情況下，電極la與鉬箔 lc的接合部的溫度為477"，為550。C以下，但通過設(shè)置擋風部件D， 溫度上升到629t:，能夠防止金屬滯留在該部分。另一方面，密封部C的溫度在設(shè)有擋風部件D時為302°C,比以 往的24(TC高。但是，由于實際上存在氧化可能性的是比該測定位置更 遠離發(fā)光部的燈的長邊方向的兩端的、與外部的導線接合的部分，因 此可以想到比該溫度低數(shù)十度，這種程度的溫度的話沒有問題。
權(quán)利要求
1.一種紫外線放電燈，為棒狀，在封閉體內(nèi)部具有一對電極，并封入有金屬，具有作為發(fā)光區(qū)域的封閉體發(fā)光部；通過金屬箔連接上述電極和外部導線并封閉的密封部；連接上述封閉體發(fā)光部和上述密封部的管端部；以及安裝在上述密封部兩側(cè)的基座，在與連接上述電極的方向垂直的方向上提供冷卻風，其特征在于，上述管端部上設(shè)有擋風部件，該擋風部件一端固定在上述基座上，并且在與上述密封部相當?shù)奈恢蒙闲纬捎欣鋮s風的通風路徑，與封閉體具有空隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的紫外線放電燈，其特征在于-上述擋風部件為筒狀，上述通風路徑由形成在上述筒狀的擋風部件的軸對稱位置上的兩 處通風口構(gòu)成，連接上述兩處通風口的方向和上述密封部的金屬箔的平面平行地 構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線放電燈，通過擋風部件防止管端部的過冷卻，并且能夠切實地冷卻密封部，并且密封部的熱容量不會比以往大，不是將擋風部件固定在密封部，而是固定在基座上，將管端部保溫，并且在擋風部件的與密封部相當?shù)奈恢蒙?，在冷卻風進來的方向和冷卻風被排出的方向上設(shè)置貫通孔，確保用于冷卻密封部的冷卻風的通風路徑。
文檔編號H01J61/02GK101325145SQ20081013024
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者田中一也, 辻宏二 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社