JP7702070B2 - Discharge lamp and electrodes used in said discharge lamp - Google Patents
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Description
本発明は、放電ランプ、及び当該放電ランプに使用される電極に関する。 The present invention relates to a discharge lamp and an electrode used in the discharge lamp.
従来、半導体素子、液晶表示素子又はプリント基板の製造工程に用いられる露光装置には、光源として放電ランプが用いられている。この放電ランプは、発光管内に陽極及び陰極が軸方向に対向配置されると共に、当該発光管内に水銀等の発光物質が封入される。 Conventionally, exposure devices used in the manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal display elements, or printed circuit boards use discharge lamps as light sources. In these discharge lamps, an anode and a cathode are arranged axially opposite each other inside a light-emitting tube, and a light-emitting substance such as mercury is enclosed inside the light-emitting tube.
斯かる放電ランプにおいては、点灯時に電極にかかる熱的負荷が高いことから、電極の過熱等に起因する電極材料の蒸発が生じることがある。この蒸発物が発光管の内壁に付着すると、放電ランプが、いわゆる「黒化」を引き起こし、発光管の光透過率が低下するという問題が生じる。 In such discharge lamps, the electrodes are subjected to a high thermal load when lit, which can cause the electrode material to evaporate due to overheating of the electrodes. If this evaporated material adheres to the inner wall of the arc tube, the discharge lamp will suffer from what is known as "blackening," causing a problem of reduced light transmittance through the arc tube.
この問題を解決するため、電極、特に陽極の内部に密閉空間を設け、密閉空間内に伝熱体を封入した構造を持つ放電ランプが提案されている。伝熱体は、ランプ点灯状態では溶融しており、陽極全体の温度分布によって密閉空間内で対流する。この伝熱体の対流が、陽極の先端(陰極に最も近い端)の熱を後端(陰極から最も遠い端)に伝達することで、陽極先端の温度が下がり、電極材料の蒸発量が抑制される。 To solve this problem, a discharge lamp has been proposed in which an enclosed space is provided inside the electrode, particularly the anode, and a heat transfer material is enclosed within the enclosed space. The heat transfer material is molten when the lamp is turned on, and convects within the enclosed space due to the temperature distribution across the anode. This convection in the heat transfer material transfers heat from the tip of the anode (the end closest to the cathode) to the rear end (the end furthest from the cathode), lowering the temperature of the anode tip and suppressing the amount of evaporation of the electrode material.
特許文献1及び特許文献2には、伝熱体の周方向の対流を規制する規制体を、密閉空間内に設けることが記載されている。規制体を密閉空間内に設けることにより、伝熱体の周方向の対流に起因する電極先端の穴開きを防止している。 Patent Document 1 and Patent Document 2 describe providing a regulator in an enclosed space to regulate circumferential convection of the heat transfer body. Providing the regulator in the enclosed space prevents holes from being formed in the electrode tip due to circumferential convection of the heat transfer body.
昨今、放電ランプのさらなる高出力化及び長寿命化が、市場より求められている。放電ランプを高出力化すると電極にかかる熱的負荷が増大するため、増大する熱的負荷に長時間耐える電極が求められる。本発明の課題は、高出力化及び長寿命化を図った放電ランプと、当該放電ランプに使用される電極とを提供することである。 Recently, the market has been demanding higher output and longer life for discharge lamps. Increasing the output of a discharge lamp increases the thermal load on the electrodes, so electrodes that can withstand the increased thermal load for a long period of time are required. The objective of the present invention is to provide a discharge lamp with higher output and longer life, and electrodes for use in said discharge lamp.
本発明者は、放電ランプを高出力で使用した場合の電極の熱的負荷を調査するため、放射温度計を使用して点灯時の電極表面の温度分布を測定した。測定の結果、電極先端の温度が高い放電ランプと、電極表面の温度変動幅が大きい放電ランプがあることに気付いた。温度変動とは、短時間(例えば、1分間)の中で温度が変動することを指す。電極先端の温度が高い状態、又は、電極表面の温度変動幅が大きな状態が長時間続くと、高温クリープ変形によって電極先端に穴が開き、伝熱体が漏出するに至る。そうすると、電極の排熱性が失われて、放電ランプが短寿命になる。 The inventors used a radiation thermometer to measure the temperature distribution on the electrode surface when a discharge lamp was turned on in order to investigate the thermal load on the electrodes when the lamp was used at high output. As a result of the measurements, they noticed that there were discharge lamps with high electrode tip temperatures and discharge lamps with large temperature fluctuations on the electrode surface. Temperature fluctuations refer to temperature fluctuations within a short period of time (e.g., one minute). If the electrode tip temperature is high or the electrode surface temperature fluctuation range is large for a long period of time, high-temperature creep deformation will cause holes to form in the electrode tip, leading to leakage of the heat transfer material. This will cause the electrode to lose its ability to dissipate heat, shortening the life of the discharge lamp.
詳細は後述するが、本発明者の鋭意研究の結果、電極先端の温度変動幅の拡大は、伝熱体の対流が乱流化することにより生じることが分かった。伝熱体の乱流を抑えるには、密閉空間内に設けた規制体の設計を見直すとよい。特に、規制体を大きくすると、効果的に乱流を抑制できる。しかしながら、規制体を大きくすると、密閉空間に占める規制体の容積が増加し、伝熱体の容量が低下する。伝熱体の容量が低下すると、熱伝達効率が低下し、伝熱体によって電極先端の温度を低下させる機能が損なわれてしまう。そこで、規制体の容積の増加を抑制しつつ、伝熱体の乱流を抑制する、規制体の好適な設計を検討し、以下の放電ランプを案出した。 As a result of intensive research by the inventors, which will be described in detail later, it was found that the expansion of the temperature fluctuation range at the electrode tip is caused by turbulence in the convection of the heat transfer body. In order to suppress the turbulence of the heat transfer body, it is advisable to reconsider the design of the regulator provided in the sealed space. In particular, making the regulator larger can effectively suppress the turbulence. However, making the regulator larger increases the volume of the regulator in the sealed space, and the capacity of the heat transfer body decreases. If the capacity of the heat transfer body decreases, the heat transfer efficiency decreases, and the function of the heat transfer body to lower the temperature of the electrode tip is impaired. Therefore, the inventors investigated an optimal design for the regulator that suppresses the turbulence of the heat transfer body while suppressing the increase in the volume of the regulator, and came up with the following discharge lamp.
本発明の放電ランプは、軸方向に対向配置される一対の電極を内部に有する放電ランプであり、前記一対の電極のうち少なくとも一つの電極は、
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む。
The present invention provides a discharge lamp having a pair of electrodes disposed opposite to each other in an axial direction, and at least one of the pair of electrodes is
A main body having an enclosed space therein;
a heat transfer body located within the sealed space and having a melting point lower than that of a material constituting the main body;
a regulating body located within the sealed space, having a surface exhibiting a melting point higher than the melting point of the heat transfer body, and regulating convection of the heat transfer body;
The regulator is
A first restricting body having a density greater than that of the heat transfer body;
and a second regulating body having a density lower than that of the heat transfer body.
伝熱体の対流は、伝熱体の底部付近に位置する第一規制体と、伝熱体の界面付近に位置する第二規制体とにより規制される。これらの規制体の対流制御により、伝熱体の乱流化を抑制できる。伝熱体の乱流化を抑制すると、電極内表面の温度変動幅が小さくなる。さらに、第一規制体と第二規制体とに分割された規制体の容積の合計は、分割されていない場合の規制体が占有する容積に比べて小さいため、伝熱体の容量を確保できる。よって、熱伝達効率が低下しにくく、電極先端の温度を低い状態で維持できる。その結果、高温クリープ変形による電極先端の穴開き及び電極材料の蒸発による発光管の黒化が抑制され、放電ランプの高出力化及び長寿命化が可能となる。 The convection of the heat transfer body is regulated by a first regulator located near the bottom of the heat transfer body and a second regulator located near the interface of the heat transfer body. By controlling the convection of these regulators, it is possible to suppress turbulence in the heat transfer body. Suppressing turbulence in the heat transfer body reduces the temperature fluctuation range of the electrode inner surface. Furthermore, since the total volume of the regulator divided into the first regulator and the second regulator is smaller than the volume occupied by the regulator when it is not divided, the capacity of the heat transfer body can be secured. Therefore, the heat transfer efficiency is not easily reduced, and the temperature of the electrode tip can be maintained at a low state. As a result, holes in the electrode tip due to high-temperature creep deformation and blackening of the light-emitting tube due to evaporation of the electrode material are suppressed, and the discharge lamp can be made to have a high output and a long life.
前記第一規制体の形状は、前記第二規制体の形状と異なっても構わない。 The shape of the first control body may be different from the shape of the second control body.
前記第二規制体は、一方向に延在する棒状であっても構わない。 The second regulating body may be rod-shaped and extend in one direction.
前記第二規制体の、前記一方向に直交する断面での形状が、円形、三角形または台形を呈しても構わない。 The shape of the second regulating body in a cross section perpendicular to the one direction may be circular, triangular, or trapezoidal.
前記第一規制体及び前記第二規制体は、それぞれ、前記軸方向に沿う中心軸から径方向外側へ延在するブレードを複数枚備え、前記第一規制体の前記ブレードの枚数は、前記第二規制体の前記ブレードの枚数より多くても構わない。 The first and second regulating bodies each have a plurality of blades extending radially outward from a central axis along the axial direction, and the number of blades in the first regulating body may be greater than the number of blades in the second regulating body.
前記第二規制体は、主にチタン又はセラミックスを含んでも構わない。 The second regulator may mainly contain titanium or ceramics.
前記第一規制体の前記軸方向の長さをL1(mm)とし、
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをD2(mm)とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をH2(mm)とするとき、以下の(1)式を満たしても構わない。
0 < H2/(L1+D2) ≦ 2 …(1)
The length of the first regulation body in the axial direction is L1 (mm),
The length of the second regulation body in the axial direction in contact with the heat transfer body is D2 (mm),
When the distance in the axial direction between the first and second regulation bodies is H2 (mm), the following formula (1) may be satisfied.
0 < H2/(L1+D2) ≦ 2...(1)
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをD2(mm)とするとき、以下の(2)式を満たしても構わない。
D2 ≧ 1.5 …(2)
When the length of the second regulation body in the axial direction that is in contact with the heat transfer body is D2 (mm), the following formula (2) may be satisfied.
D2 ≧ 1.5…(2)
本発明の放電ランプに使用される電極は、
前記電極の内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に充填され、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に配置され、前記伝熱体の対流を規制するとともに、前記伝熱体の融点よりも表面の融点が高い、規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい、第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい、第二規制体と、を含む。
The electrodes used in the discharge lamp of the present invention are
A body having an enclosed space inside the electrode;
a heat transfer material filled in the sealed space and having a melting point lower than that of a material constituting the main body;
a regulating body that is disposed in the sealed space and regulates convection of the heat transfer body and has a surface melting point higher than the melting point of the heat transfer body;
The regulator is
A first regulator having a density greater than that of the heat transfer body;
and a second regulating body having a density lower than that of the heat transfer body.
高出力化及び長寿命化を図った放電ランプと、当該放電ランプに使用される電極とを提供できる。 It is possible to provide a discharge lamp with high output and long life, and electrodes for use in the discharge lamp.
放電ランプの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。なお、以下の、グラフを除く各図面は模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比と一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。 Embodiments of a discharge lamp will be described with reference to the drawings. Note that the following drawings, excluding the graphs, are schematic illustrations, and the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match the actual dimensional ratios, and the dimensional ratios between the drawings do not necessarily match.
以下において、グラフを除く各図面は、XYZ座標系を参照しながら説明される。本明細書において、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「+X方向」、「-X方向」のように、正負の符号を付して記載される。正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「X方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「X方向」と記載されている場合には、「+X方向」と「-X方向」の双方が含まれる。Y方向及びZ方向についても同様である。以下に述べる実施形態では、-Z方向は重力方向を表す。 In the following, each drawing except for graphs will be described with reference to the XYZ coordinate system. In this specification, when a direction is expressed and a positive or negative direction is to be distinguished, it is described with a positive or negative sign, such as "+X direction" and "-X direction". When a direction is to be expressed without distinguishing between positive and negative directions, it is simply described as "X direction". In other words, in this specification, when it is simply described as "X direction", both the "+X direction" and the "-X direction" are included. The same applies to the Y direction and the Z direction. In the embodiment described below, the -Z direction represents the direction of gravity.
[放電ランプの概要]
図1を参照しながら、放電ランプの一実施形態の概要を説明する。放電ランプ100は、発光管1と、発光管1の内部で中心軸Z1の延在方向に対向配置される陽極2及び陰極3と、陽極2及び陰極3をそれぞれ支持するリード棒4と、を備えるショートアーク型放電ランプである。本実施形態では、陽極2が陰極3の上方(+Z方向)に位置するように放電ランプ100を配置して、放電ランプ100を点灯させる。
[Discharge Lamp Overview]
An outline of one embodiment of a discharge lamp will be described with reference to Fig. 1. The discharge lamp 100 is a short arc type discharge lamp including an arc tube 1, an anode 2 and a cathode 3 disposed opposite each other in the extension direction of a central axis Z1 inside the arc tube 1, and lead rods 4 supporting the anode 2 and the cathode 3, respectively. In this embodiment, the discharge lamp 100 is disposed so that the anode 2 is located above the cathode 3 (in the +Z direction), and the discharge lamp 100 is turned on.
ショートアーク型放電ランプとは、陽極2の先端と陰極3の先端とが40mm以下の間隔(熱膨張をしていない常温時の値)を空けて配置されるものをいう。斯かる放電ランプの例として、半導体素子、液晶表示素子又はプリント基板等の製造工程で使用される露光装置において使用される、定格電力が2kW~35kWの放電ランプがある。なお、本実施形態の放電ランプ100は、陽極2の先端と陰極3の先端とが6mmの間隔を空けて配置される。 A short arc type discharge lamp is one in which the tip of the anode 2 and the tip of the cathode 3 are spaced apart by a distance of 40 mm or less (the value at room temperature when there is no thermal expansion). An example of such a discharge lamp is a discharge lamp with a rated power of 2 kW to 35 kW, which is used in exposure devices used in the manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal display elements, printed circuit boards, etc. In the discharge lamp 100 of this embodiment, the tip of the anode 2 and the tip of the cathode 3 are spaced apart by a distance of 6 mm.
発光管1、陽極2、陰極3及びリード棒4は、いずれも中心軸Z1を中心とするように配置される。陽極2が、陰極3の上方(+Z方向)に配置される。中心軸Z1の延在方向における発光管1の両端には、封止管11が設けられる。封止管11には、リード棒4に電気的に接続される口金12が取り付けられる。 The light-emitting tube 1, anode 2, cathode 3, and lead rod 4 are all arranged so as to be centered on the central axis Z1. The anode 2 is arranged above the cathode 3 (in the +Z direction). Sealing tubes 11 are provided on both ends of the light-emitting tube 1 in the extension direction of the central axis Z1. The sealing tubes 11 are fitted with bases 12 that are electrically connected to the lead rods 4.
発光管1はガラス管から形成される。発光管1は、中心軸Z1の両端からそれぞれ中央に向かうにつれて、ガラス管の内径が大きくなる領域を有する。内径が大きくなるこの領域は、球体又は楕円体の形状を呈しても構わない。ガラス管には、例えば石英ガラスが使用できる。内径が大きくなる領域は、発光空間として機能する。発光空間には、水銀等の発光物質が封入される。 The light emitting tube 1 is formed from a glass tube. The light emitting tube 1 has a region where the inner diameter of the glass tube increases from both ends of the central axis Z1 toward the center. This region where the inner diameter increases may have a spherical or ellipsoidal shape. The glass tube may be made of, for example, quartz glass. The region where the inner diameter increases functions as a light emitting space. A light emitting substance such as mercury is enclosed in the light emitting space.
[陽極の概要]
図2を参照しながら、陽極2の概要を説明する。図2は、図1の放電ランプにおける陽極2の拡大断面図である。陽極2は、中心軸Z1を中心とする回転体形状を呈する。図2では、中心軸Z1を通る平面における陽極2の断面を示している。図2において、対向する陰極3に近い陽極2の先端13が下側(-Z側)に示され、リード棒4(図2では不図示)が接続される後端14が上側(+Z側)に示されている。なお、図2で示される規制体(10,20)は、その断面形状ではなく、その側面形状によって示されている。
[Anode Overview]
The outline of the anode 2 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the anode 2 in the discharge lamp of FIG. 1. The anode 2 has a shape of a body of revolution centered on a central axis Z1. FIG. 2 shows a cross section of the anode 2 in a plane passing through the central axis Z1. In FIG. 2, a tip 13 of the anode 2 close to the opposing cathode 3 is shown on the lower side (−Z side), and a rear end 14 to which a lead rod 4 (not shown in FIG. 2) is connected is shown on the upper side (+Z side). Note that the regulating bodies (10, 20) shown in FIG. 2 are shown by their side shapes, not their cross-sectional shapes.
陽極2は、陽極2の本体5と、伝熱体9と、伝熱体9の対流を規制する規制体(10,20)と、を有する。本体5は、容器5aと蓋5bを含む。蓋5bは、容器5aから取り外すことができないように装着される。蓋5bを容器5aに装着すると、本体5の内部に密閉空間6が形成される。放電ランプ100の点灯時に本体5が溶融し難いように、本体5は、高融点材料で構成される。本実施形態において、本体5(容器5aと蓋5b)は、主にタングステンを含む材料から構成される。 The anode 2 has a body 5 of the anode 2, a heat transfer body 9, and a regulator (10, 20) that regulates convection in the heat transfer body 9. The body 5 includes a container 5a and a lid 5b. The lid 5b is attached so that it cannot be removed from the container 5a. When the lid 5b is attached to the container 5a, an enclosed space 6 is formed inside the body 5. The body 5 is made of a high-melting point material so that the body 5 is unlikely to melt when the discharge lamp 100 is turned on. In this embodiment, the body 5 (container 5a and lid 5b) is made of a material that mainly contains tungsten.
本実施形態の場合、密閉空間6内には、伝熱体9及び規制体(10,20)の他に、ガス空間8を有する。ガス空間8は、例えば、空気、又は不活性ガス(例えば、アルゴン)で満たされる。本実施形態の密閉空間6の中心軸は、陽極2の中心軸Z1と同じである。本実施形態の陽極2における、密閉空間6の内壁15の形状は、底面が小さく上面が大きくなるように配置された円錐台と、当該円錐台に接して配置された円柱とから構成される形状である。 In this embodiment, the sealed space 6 includes a gas space 8 in addition to the heat transfer body 9 and the regulating body (10, 20). The gas space 8 is filled with, for example, air or an inert gas (for example, argon). The central axis of the sealed space 6 in this embodiment is the same as the central axis Z1 of the anode 2. The shape of the inner wall 15 of the sealed space 6 in the anode 2 in this embodiment is a shape composed of a truncated cone arranged so that the bottom surface is small and the top surface is large, and a cylinder arranged in contact with the truncated cone.
伝熱体9は、放電ランプ100を点灯させた高温時に液体として存在する。伝熱体9は、放電ランプ100の消灯時に固体として存在する。そのため、伝熱体9の融点は、本体5を構成する材料の融点よりも低い。放電ランプ100の点灯によって伝熱体9が溶融することにより、密閉空間6の中で伝熱体9が対流し、陽極2の先端13付近の熱を、陽極2の後端14へ伝達する。後端14に伝達された熱は、リード棒4(図2では不図示)に伝達されるとともに、放射により電極表面から電極外部へ放出される。これにより、陽極2の先端13の温度が低下する。 The heat conductor 9 exists as a liquid when the discharge lamp 100 is turned on and at a high temperature. The heat conductor 9 exists as a solid when the discharge lamp 100 is turned off. Therefore, the melting point of the heat conductor 9 is lower than the melting point of the material that constitutes the body 5. When the discharge lamp 100 is turned on and the heat conductor 9 melts, the heat conductor 9 convects in the sealed space 6 and transfers heat near the tip 13 of the anode 2 to the rear end 14 of the anode 2. The heat transferred to the rear end 14 is transferred to the lead rod 4 (not shown in FIG. 2) and is released from the electrode surface to the outside of the electrode by radiation. This reduces the temperature of the tip 13 of the anode 2.
伝熱体9を構成する材料は、熱伝導性材料から構成される。伝熱体9を構成する材料は、本体5を構成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料であるとよい。本実施形態では、伝熱体9を構成する材料として、主に銀を含む材料が使用される。伝熱体9を構成する材料として、主に金を含む材料が使用されても構わない。 The material constituting the heat transfer body 9 is composed of a thermally conductive material. The material constituting the heat transfer body 9 is preferably a material having a higher thermal conductivity than the material constituting the main body 5. In this embodiment, a material containing mainly silver is used as the material constituting the heat transfer body 9. A material containing mainly gold may also be used as the material constituting the heat transfer body 9.
[規制体の概要]
図2に加えて、図3、図4A及び図4Bを参照しながら、規制体(10,20)の概要を説明する。図3は、密閉空間6の内部を示す斜視図である。図3では、規制体(10,20)のみが実線で描かれている。図4Aは、図2の線分A-Aにおける矢視断面図である。図4Bは、図2の線分B-Bにおける矢視断面図である。なお、図4A及び図4Bでは、本体5のみが斜線でハッチングされて示されている。
[Overview of the Regulatory Body]
The outline of the regulating body (10, 20) will be described with reference to Fig. 3, Fig. 4A, and Fig. 4B in addition to Fig. 2. Fig. 3 is a perspective view showing the inside of the sealed space 6. In Fig. 3, only the regulating body (10, 20) is drawn in solid lines. Fig. 4A is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 2. Fig. 4B is a cross-sectional view taken along line B-B in Fig. 2. In Figs. 4A and 4B, only the main body 5 is shown hatched with oblique lines.
図2及び図3に示されるように、本実施形態では、規制体(10,20)は、第一規制体10と第二規制体20とから構成されている。第一規制体10と第二規制体20は、Z方向に沿って並んで配置される。 As shown in Figures 2 and 3, in this embodiment, the regulating body (10, 20) is composed of a first regulating body 10 and a second regulating body 20. The first regulating body 10 and the second regulating body 20 are arranged side by side along the Z direction.
第一規制体10の密度は、伝熱体9の密度よりも大きい。第二規制体20の密度は、伝熱体9の密度よりも小さい。そのため、放電ランプ100の点灯によって伝熱体9が溶融するとき、第一規制体10は伝熱体9に沈み、第二規制体20は伝熱体9に浮く。よって、第二規制体20は、第一規制体10の+Z方向に位置する。 The density of the first regulator 10 is greater than that of the heat conductor 9. The density of the second regulator 20 is less than that of the heat conductor 9. Therefore, when the heat conductor 9 melts due to lighting of the discharge lamp 100, the first regulator 10 sinks into the heat conductor 9 and the second regulator 20 floats on the heat conductor 9. Therefore, the second regulator 20 is located in the +Z direction of the first regulator 10.
図4Aに示されるように、第一規制体10の中心軸がZ2として示される。中心軸Z2は、Z方向(軸方向)に沿う方向に延在する。中心軸Z2が、密閉空間6の中心軸と重なると好ましい。しかしながら、第一規制体10が伝熱体9の対流に押されて傾き、中心軸Z2は、密閉空間6の中心軸と重ならないことがある。 As shown in FIG. 4A, the central axis of the first control body 10 is indicated as Z2. The central axis Z2 extends in a direction along the Z direction (axial direction). It is preferable that the central axis Z2 overlaps with the central axis of the sealed space 6. However, the first control body 10 may be pushed by the convection of the heat transfer body 9 and tilted, so that the central axis Z2 may not overlap with the central axis of the sealed space 6.
本実施形態において、第一規制体10は4枚のブレード10bを備える。各ブレード10bは、それぞれ、Z方向に沿う中心軸Z2から径方向外側へ延在する。図2、図3及び図4Aでは、4枚のブレード10bのうち、2枚のブレード10bは、中心軸Z2から±X方向へ延在する様子が示されている。4枚のブレード10bのうち、残り2枚のブレード10bは、中心軸Z2から±Y方向へ延在する様子が示されている。第一規制体10を+Z方向から見たとき、第一規制体10は十字形である。第一規制体10の外側面の大部分と密閉空間6を構成する内壁15とは、通常、隙間G1を有する(図4A参照)。 In this embodiment, the first regulating body 10 has four blades 10b. Each blade 10b extends radially outward from a central axis Z2 along the Z direction. In Figures 2, 3, and 4A, two of the four blades 10b are shown extending in the ±X direction from the central axis Z2. The remaining two of the four blades 10b are shown extending in the ±Y direction from the central axis Z2. When the first regulating body 10 is viewed from the +Z direction, the first regulating body 10 is cross-shaped. There is usually a gap G1 between most of the outer surface of the first regulating body 10 and the inner wall 15 that constitutes the sealed space 6 (see Figure 4A).
本実施形態において、第二規制体20は一方向(図4Bでは、Y方向)に長い棒状である。伝熱体9が溶融しているとき、第二規制体20の長手方向は、ガス空間8と伝熱体9の界面9sに沿う。第二規制体20の界面9sより上の部分は、ガス空間8に接する。第二規制体20の界面9sより下の部分は、伝熱体9に接する。第二規制体20の長手方向に対向する端部(E1,E2)と、密閉空間6を構成する内壁15との間には、通常、隙間G2を有する(図4B参照)。 In this embodiment, the second regulator 20 is rod-shaped and long in one direction (Y direction in FIG. 4B). When the heat transfer body 9 is melted, the longitudinal direction of the second regulator 20 is along the interface 9s between the gas space 8 and the heat transfer body 9. The portion of the second regulator 20 above the interface 9s contacts the gas space 8. The portion of the second regulator 20 below the interface 9s contacts the heat transfer body 9. There is usually a gap G2 between the longitudinally opposing ends (E1, E2) of the second regulator 20 and the inner wall 15 that constitutes the sealed space 6 (see FIG. 4B).
[二つの規制体による作用]
図5A及び図5Bを参照しながら、二つの規制体(10,20)による作用を説明する。図5A及び図5Bは、それぞれ、密閉空間6の内部を示した斜視図であり、伝熱体9の対流シミュレーションの結果を単純化して示す。図5Aは、それぞれ上述した形状を有する二つの規制体(10,20)を備える。図5Bは、上述した第一規制体10の形状を有する規制体30のみを備えている。放電ランプ100の点灯時、伝熱体9は溶融して対流を始める。図5A及び図5Bの密閉空間6内に示される矢印は、伝熱体9が対流する方向を示す。
[Actions of two regulatory bodies]
The action of the two regulators (10, 20) will be described with reference to Figures 5A and 5B. Figures 5A and 5B are perspective views showing the inside of the sealed space 6, respectively, and show simplified results of a convection simulation of the heat transfer body 9. Figure 5A includes two regulators (10, 20) each having the above-mentioned shape. Figure 5B includes only the regulator 30 having the shape of the first regulator 10 described above. When the discharge lamp 100 is turned on, the heat transfer body 9 melts and starts convection. The arrows shown in the sealed space 6 in Figures 5A and 5B indicate the direction of convection of the heat transfer body 9.
図5Bについて説明する。規制体30が溶融した伝熱体9に沈んでいる。規制体30の上面から伝熱体9とガス空間8の界面9sまでは離れており、規制体30の上に多量の伝熱体9が存在する。図5Bでは、規制体30によって規制された伝熱体9の二つの流れを、「fb」と付した矢印で示している。規制体30によって規制された伝熱体9は、界面9sに向かって上昇する流れを形成する。伝熱体9の流れが界面9s付近に到達すると、界面9sに沿って、径方向外側へ拡がる。このとき、伝熱体9の二つの流れfbが互いに衝突する領域cfが生じる。領域cfでは、二つの流れfbの衝突により乱流が発生する。乱流が発生すると、伝熱体9による熱の移動が不安定となり、陽極2の温度変動幅が大きくなる。 Now, let us consider FIG. 5B. The regulator 30 is submerged in the molten heat transfer body 9. The interface 9s between the heat transfer body 9 and the gas space 8 is far from the upper surface of the regulator 30, and a large amount of the heat transfer body 9 is present on the regulator 30. In FIG. 5B, the two flows of the heat transfer body 9 regulated by the regulator 30 are indicated by arrows labeled "fb". The heat transfer body 9 regulated by the regulator 30 forms a flow that rises toward the interface 9s. When the flow of the heat transfer body 9 reaches the vicinity of the interface 9s, it spreads radially outward along the interface 9s. At this time, a region cf is generated where the two flows fb of the heat transfer body 9 collide with each other. In the region cf, turbulence occurs due to the collision of the two flows fb. When turbulence occurs, the transfer of heat by the heat transfer body 9 becomes unstable, and the temperature fluctuation range of the anode 2 increases.
図5Aについて説明する。図5Aでは、第一規制体10によって規制された伝熱体9の二つの流れを、「fa」と付した矢印で示している。第一規制体10によって規制された伝熱体9は、界面9sに向かって上昇する流れを形成する。伝熱体9の流れが界面9s付近に到達すると、界面9sに沿って、径方向外側へ拡がる。しかしながら、伝熱体9の二つの流れfbの間に第二規制体20が存在するため、二つの流れfbが互いに衝突しにくい。よって、図5Bで示したような領域cfにおける乱流の発生が抑制される。 Now, let us consider FIG. 5A. In FIG. 5A, the two flows of the heat transfer body 9 regulated by the first regulator 10 are indicated by arrows labeled "fa." The heat transfer body 9 regulated by the first regulator 10 forms a flow that rises toward the interface 9s. When the flow of the heat transfer body 9 reaches the vicinity of the interface 9s, it spreads radially outward along the interface 9s. However, since the second regulator 20 exists between the two flows fb of the heat transfer body 9, the two flows fb are unlikely to collide with each other. Therefore, the generation of turbulence in the region cf as shown in FIG. 5B is suppressed.
上述の対流シミュレーションに使用した条件は、以下のとおりである。
<放電ランプ100>
図1に示される形状を呈する。
発光管1の材料:石英ガラス
陽極2と陰極3との間隔:6mm
発光管1内の封入物:水銀2.0mg/cc、アルゴン100kPa
定格電流:200A
定格電力:12kW
<電極の概要>
陽極2内に密閉空間6を有する。
図2に示される形状を呈する。
密閉空間6の容積:17cm3
伝熱体9の材料:銀
ガス空間8の封入ガス:アルゴン100kPa
本体5の材料:主にタングステンを含む材料
<第一規制体10及び規制体30>
規制体の材料:主にタングステンを含む材料
<第二規制体20>
規制体の材料:主にチタンを含む材料
The conditions used in the above convection simulation are as follows:
<Discharge Lamp 100>
It has the shape shown in FIG.
Material of light emitting tube 1: quartz glass Distance between anode 2 and cathode 3: 6 mm
Filling in the light emitting tube 1: mercury 2.0 mg/cc, argon 100 kPa
Rated current: 200A
Rated power: 12kW
<Electrode Overview>
The anode 2 has an enclosed space 6 therein.
It has the shape shown in FIG.
Volume of the enclosed space 6: 17 cm3
Material of heat transfer body 9: silver Filling gas in gas space 8: argon 100 kPa
Material of the main body 5: Material mainly containing tungsten <First regulator 10 and regulator 30>
Regulator material: material mainly containing tungsten <second regulator 20>
Materials of the regulated body: Mainly materials containing titanium
図6は、規制体(10,20)に対する伝熱体占有率と、温度変動幅の最大値TXとの関係を示すグラフである。このグラフは、伝熱体9の対流シミュレーションを行うことにより得られた。対流シミュレーションの条件は、上述した条件と同じである。 Figure 6 is a graph showing the relationship between the heat transfer body occupancy rate relative to the regulating body (10, 20) and the maximum temperature fluctuation range TX. This graph was obtained by performing a convection simulation of the heat transfer body 9. The conditions for the convection simulation are the same as those described above.
伝熱体占有率について説明する。はじめに、図3に示すように、以下のパラメータが設定される。
第一規制体10のZ方向の長さ:L1(mm)
第二規制体20の底面から界面9sまでの距離:D2(mm)
第一規制体10の上面から第二規制体20の下面までの距離:H2(mm)
The heat transfer material occupancy rate will now be described. First, the following parameters are set as shown in FIG.
Length of first regulation body 10 in Z direction: L1 (mm)
Distance from the bottom surface of the second restriction body 20 to the interface 9s: D2 (mm)
Distance from the upper surface of the first restricting body 10 to the lower surface of the second restricting body 20: H2 (mm)
長さL1と距離D2の合計は、伝熱体中の、Z方向における第一規制体10と第二規制体20の合計長さを意味する。距離H2は、伝熱体中の、Z方向における規制体(10,20)が存在しない長さを意味する。これらの長さの比、すなわち、H2/(L1+D2)は、Z方向における規制体の存在領域と伝熱体の存在領域の比と見なすことができる。そして、Z方向における規制体の存在領域と伝熱体の存在領域の比は、簡易的に、規制体(10,20)に対する伝熱体占有率を近似する。よって、本明細書では、H2/(L1+D2)から求められる値を、規制体(10,20)に対する伝熱体占有率であると定義する。 The sum of the length L1 and the distance D2 means the total length of the first regulator 10 and the second regulator 20 in the Z direction in the heat transfer body. The distance H2 means the length in the heat transfer body in the Z direction where the regulators (10, 20) are not present. The ratio of these lengths, i.e., H2/(L1+D2), can be considered as the ratio of the area in the Z direction where the regulators are present to the area where the heat transfer body is present. The ratio of the area in the Z direction where the regulators are present to the area where the heat transfer body is present simply approximates the heat transfer body occupancy rate for the regulators (10, 20). Therefore, in this specification, the value calculated from H2/(L1+D2) is defined as the heat transfer body occupancy rate for the regulators (10, 20).
温度変動幅の最大値TXについて説明する。温度変動幅とは、放電ランプ点灯時の、電極内表面(密閉空間6の内壁15)の任意の場所での、所定時間(例えば、1分間)における、最大温度と最小温度の差で表される。温度変動幅の大きい状態が長く続くと、高温クリープ変形によって電極先端に近い電極内表面に凹むような変形が生じて、電極先端に穴が開き、伝熱体9が漏出するに至る。そうすると、電極の排熱性が失われてしまうため、電極が過熱状態となり、急速に放電ランプの劣化が進行する。温度変動幅は、電極内表面の場所によって異なる値を示す。なお、温度変動幅を実測する場合、電極内表面の温度を直接測定することは困難であるため、代替として電極外表面を放射温度計等により測定することで、電極内表面の温度を推定するとよい。 The maximum value TX of the temperature fluctuation range will be explained. The temperature fluctuation range is expressed as the difference between the maximum temperature and the minimum temperature at any location on the inner surface of the electrode (the inner wall 15 of the sealed space 6) during a specified time (for example, one minute) when the discharge lamp is turned on. If the state in which the temperature fluctuation range is large continues for a long time, high-temperature creep deformation causes a concave deformation of the inner surface of the electrode near the tip of the electrode, causing a hole in the tip of the electrode and leakage of the heat conductor 9. As a result, the electrode loses its heat dissipation ability, the electrode becomes overheated, and the deterioration of the discharge lamp progresses rapidly. The temperature fluctuation range shows different values depending on the location of the inner surface of the electrode. Note that when actually measuring the temperature fluctuation range, it is difficult to directly measure the temperature of the inner surface of the electrode, so as an alternative, it is better to estimate the temperature of the inner surface of the electrode by measuring the outer surface of the electrode with a radiation thermometer or the like.
温度変動幅の最大値TX(単位は℃、以下、「最大値TX」ということがある。)は、電極内表面の場所によって異なる温度変動幅の最大値を示す。最大値TXを抑制すると、陽極2に掛かる熱的負荷を小さくして、高温クリープ変形による電極先端の穴開き等の破損を抑制できる。最大値TXは小さければ小さいほど好ましい。目安として、最大値TXが13℃以下であると好ましい。 The maximum value TX of the temperature fluctuation range (unit: °C, hereinafter sometimes referred to as "maximum value TX") indicates the maximum value of the temperature fluctuation range that differs depending on the location on the inner surface of the electrode. By suppressing the maximum value TX, the thermal load on the anode 2 can be reduced, and damage such as holes in the tip of the electrode due to high-temperature creep deformation can be suppressed. The smaller the maximum value TX, the better. As a guideline, it is preferable for the maximum value TX to be 13°C or less.
図6は、H2/(L1+D2)で近似される伝熱体占有率と最大値TXとの関係を表している。三角のマークでプロットされた点は、第一規制体10に対応する規制体30があり、第二規制体20がない参考形態(図5B参照)による。曲線C1は、三角のマークでプロットされた点の近似曲線である。円のマークでプロットされた点は、二つの規制体(10,20)を備える本実施形態(図5A参照)による。曲線C2は、円のマークでプロットされた点の近似曲線である。なお、第二規制体20のない参考形態のとき、距離D2は0(mm)であるため、伝熱体占有率を近似する値は、実質的に、H2/(L1+0)、すなわち、H2/L1となる。 Figure 6 shows the relationship between the heat transfer material occupancy rate, approximated by H2/(L1+D2), and the maximum value TX. The points plotted with triangular marks are from a reference configuration (see Figure 5B) in which there is a regulating body 30 corresponding to the first regulating body 10, and there is no second regulating body 20. Curve C1 is an approximation curve of the points plotted with triangular marks. The points plotted with circular marks are from this embodiment (see Figure 5A) in which two regulating bodies (10, 20) are provided. Curve C2 is an approximation curve of the points plotted with circular marks. In the reference configuration in which there is no second regulating body 20, the distance D2 is 0 (mm), so the value approximating the heat transfer material occupancy rate is essentially H2/(L1+0), i.e., H2/L1.
図6から、伝熱体占有率が同じ場合であっても、実施形態(曲線C2)の最大値TXが、参考形態(曲線C1)の最大値TXより小さい。これより、伝熱体9の容量に変化が無くても、一つの規制体を二つの規制体とすることで、最大値TXを小さくできることを表している。 From FIG. 6, even when the heat transfer body occupancy rate is the same, the maximum value TX of the embodiment (curve C2) is smaller than the maximum value TX of the reference embodiment (curve C1). This shows that even if there is no change in the capacity of the heat transfer body 9, the maximum value TX can be reduced by changing one regulator to two regulators.
上述したように、最大値TXが13℃以下であると好ましい。図6より、C2曲線の最大値TXが13℃以下となるときの、H2/(L1+D2)は、(1)式を満たす。
0 < H2/(L1+D2) ≦ 2 …(1)
As described above, it is preferable that the maximum value TX is equal to or less than 13° C. From Fig. 6, when the maximum value TX of the C2 curve is equal to or less than 13° C., H2/(L1+D2) satisfies formula (1).
0 < H2/(L1+D2) ≦ 2...(1)
逆にいうと、(1)式を満たすとき、温度変動幅の最大値TXが13℃以下となる。なお、(1)式は、上記シミュレーション条件及び規制体(10,20)の形状を前提としているが、他のシミュレーション条件及び異なる規制体(10,20)の形状であったとしても、(1)式は成立する。 Conversely, when formula (1) is satisfied, the maximum value TX of the temperature fluctuation range is 13° C. or less. Note that formula (1) is based on the above simulation conditions and the shape of the regulating body (10, 20), but formula (1) holds even if other simulation conditions and a different shape of the regulating body (10, 20) are used.
ところで、第二規制体20の底面から界面9sまでの距離D2は、第二規制体20の沈降深さであると言い換えることができる。本発明者は、距離D2が小さくなると(すなわち、第二規制体20の沈降深さが浅くなると)、第二規制体20による対流規制効果が影響を受けると考えた。そこで、対流シミュレーションにより、距離D2の値を変化させて、それぞれの場合の温度変動幅の最大値TXを求めた。 The distance D2 from the bottom surface of the second regulating body 20 to the interface 9s can be rephrased as the sinking depth of the second regulating body 20. The inventors considered that the convection regulating effect of the second regulating body 20 would be affected if the distance D2 becomes smaller (i.e., if the sinking depth of the second regulating body 20 becomes shallower). Therefore, a convection simulation was performed to change the value of the distance D2 and determine the maximum value TX of the temperature fluctuation range for each case.
以下の表1は、当該対流シミュレーションの結果を示している。なお、伝熱体占有率の指標となるH2/(L1+D2)=2.0と設定した。
表1より、温度変動幅の最大値TXが13℃以下となるようにするためには、第二規制体20の底面から界面9sまでの距離D2、すなわち、沈降深さを1.5mm以上に設定すればよいことが判明した。距離D2は、第二規制体20の形状、大きさ(容積)又は密度(材質等)の設計により調整できる。 From Table 1, it was found that in order to keep the maximum temperature fluctuation range TX at 13°C or less, the distance D2 from the bottom surface of the second regulating body 20 to the interface 9s, i.e., the subsidence depth, should be set to 1.5 mm or more. The distance D2 can be adjusted by designing the shape, size (volume) or density (material, etc.) of the second regulating body 20.
ところで、伝熱体9の量に注目する。図5Aでは、図5Bに比べて、伝熱体9の量が、第二規制体20が伝熱体9に浸かる容積分だけ減少する。伝熱体9の量が減少すると、伝熱体9による熱伝達効率が低下する。しかしながら、上記シミュレーションの結果、図5Bの場合の陽極先端の平均温度は、3060℃であったのに対し、図5Aの場合の陽極先端の平均温度は3063℃であった。つまり、第二規制体20を配置することによる、陽極先端の温度低下幅は、僅かに3℃のみであり、伝熱体9の量の減少による熱伝達効率の低下は、限定的であることが判明した。これより、図6で示した第二規制体20を配置することによる、伝熱体9の量の減少による熱伝達効率の低下のデメリットよりも、最大値TXを引き下げるというメリットの方が大きいことが判明した。 Now, let us look at the amount of the heat transfer body 9. In FIG. 5A, the amount of the heat transfer body 9 is reduced by the volume of the second regulator 20 immersed in the heat transfer body 9 compared to FIG. 5B. When the amount of the heat transfer body 9 is reduced, the heat transfer efficiency by the heat transfer body 9 is reduced. However, as a result of the above simulation, the average temperature of the anode tip in FIG. 5B was 3060°C, whereas the average temperature of the anode tip in FIG. 5A was 3063°C. In other words, it was found that the temperature reduction at the anode tip by placing the second regulator 20 was only 3°C, and the reduction in heat transfer efficiency due to the reduction in the amount of the heat transfer body 9 was limited. From this, it was found that the advantage of lowering the maximum value TX by placing the second regulator 20 shown in FIG. 6 is greater than the disadvantage of the reduction in heat transfer efficiency due to the reduction in the amount of the heat transfer body 9.
[規制体の詳細]
図7A,図7B,図8A及び図8Bを参照しながら、規制体(10,20)の寸法及び形状の詳細を説明する。図7Aは第一規制体10の上面図であり、第一規制体10を-Z方向に見ている。図7Bは第一規制体10の側面図であり、第一規制体10を+X方向に見ている。図8Aは第二規制体20の上面図であり、第二規制体20を-Z方向に見ている。図8Bは第二規制体20の側面図であり、第二規制体20を+Y方向に見ている。
[Regulatory body details]
The dimensions and shapes of the regulating bodies (10, 20) will be described in detail with reference to Figures 7A, 7B, 8A, and 8B. Figure 7A is a top view of the first regulating body 10, and the first regulating body 10 is viewed in the -Z direction. Figure 7B is a side view of the first regulating body 10, and the first regulating body 10 is viewed in the +X direction. Figure 8A is a top view of the second regulating body 20, and the second regulating body 20 is viewed in the -Z direction. Figure 8B is a side view of the second regulating body 20, and the second regulating body 20 is viewed in the +Y direction.
第一規制体10を構成する4枚のブレード10bは、対流する伝熱体9の衝突、又は、伝熱体9の熱膨張による応力に耐えるように設計されている。例えば、ブレード10bの厚みT1(図7A参照)は、例えば、2mm以上であるとよく、3mm以上であると好ましい。ブレード10bの高さ(Z方向の長さ)L1は(図7B参照)、3mm以上であるとよく、好ましくは、6mm以上であるとよい。ブレード10bの径方向の長さB1は、密閉空間6の内径D6(図3参照)の40%以上であるとよく、45%以上であると好ましい。規制体のX方向又はY方向の長さB2(図7B参照)は、密閉空間6の内径D6(図3参照)の80%以上であるとよく、90%以上であると好ましい。長さB1及び長さB2は、隙間G1を設けられる程度に、密閉空間6の内径D6(図3参照)よりも小さくするとよい。 The four blades 10b constituting the first regulating body 10 are designed to withstand the impact of the convective heat transfer body 9 or the stress due to the thermal expansion of the heat transfer body 9. For example, the thickness T1 of the blade 10b (see FIG. 7A) may be, for example, 2 mm or more, and preferably 3 mm or more. The height (length in the Z direction) L1 of the blade 10b (see FIG. 7B) may be 3 mm or more, and preferably 6 mm or more. The radial length B1 of the blade 10b may be 40% or more, and preferably 45% or more, of the inner diameter D6 of the sealed space 6 (see FIG. 3). The length B2 in the X or Y direction of the regulating body (see FIG. 7B) may be 80% or more, and preferably 90% or more of the inner diameter D6 of the sealed space 6 (see FIG. 3). The length B1 and the length B2 are preferably smaller than the inner diameter D6 of the sealed space 6 (see FIG. 3) to the extent that the gap G1 can be provided.
本実施形態において、第二規制体20は、Y方向に長い棒状である(図8A参照)。第二規制体20のY方向における長さB3は、例えば密閉空間6の内径D6(図3参照)の80%以上であるとよく、90%以上であると好ましい。第二規制体20のZ方向の中心軸はZ3の位置にある。第二規制体20の幅は一様ではなく、+Y方向の端部E1における幅W1は、-Y方向の端部E2における幅W2よりも大きい。端部E1から端部E2に向かうにつれて幅が漸減する。第二規制体が、一方の端部E1から他方の端部E2に向かうにつれて、幅が漸減するような棒状であるため、伝熱体9の対流が安定化する。幅W1は、3mm以上、6mm以下であると好ましい。 In this embodiment, the second regulator 20 is rod-shaped and long in the Y direction (see FIG. 8A). The length B3 of the second regulator 20 in the Y direction may be, for example, 80% or more of the inner diameter D6 (see FIG. 3) of the sealed space 6, and preferably 90% or more. The central axis of the second regulator 20 in the Z direction is at the position Z3. The width of the second regulator 20 is not uniform, and the width W1 at the end E1 in the +Y direction is larger than the width W2 at the end E2 in the -Y direction. The width gradually decreases from the end E1 to the end E2. Since the second regulator is rod-shaped such that the width gradually decreases from one end E1 to the other end E2, the convection of the heat transfer body 9 is stabilized. The width W1 is preferably 3 mm or more and 6 mm or less.
第二規制体20は、長手方向であるY方向を軸に、第二規制体20が回転して転倒するリスクがある。第二規制体20が転倒すると、伝熱体9の乱流を発生させる。第二規制体20の転倒リスクを低下させることは、乱流の発生を抑制することにつながる。第二規制体20は、長手方向(Y方向)に直交するXZ平面に平行な断面において、等脚台形の形状を呈する(図8B参照)。当該断面において、第二規制体20の上底V1のX方向における幅は、下底V2のX方向における幅より小さい。これにより、第二規制体20の重心が下底V2側に偏り、溶融した伝熱体9の中で第二規制体20が転倒するリスクを低下できる。角度θ1は、30度以上60度以下であると好ましい。第二規制体20のZ方向の長さ(高さ)L2は、3mm以上であるとよく、6mm以上であると好ましい。なお、第二規制体20は、XZ平面に平行な断面において三角形を呈しても構わない。 There is a risk that the second regulator 20 will rotate around the Y direction, which is the longitudinal direction, and tip over. When the second regulator 20 tips over, it generates turbulence in the heat transfer body 9. Reducing the risk of the second regulator 20 tipping over leads to suppressing the generation of turbulence. The second regulator 20 has an isosceles trapezoidal shape in a cross section parallel to the XZ plane perpendicular to the longitudinal direction (Y direction) (see FIG. 8B). In this cross section, the width of the upper base V1 of the second regulator 20 in the X direction is smaller than the width of the lower base V2 in the X direction. This causes the center of gravity of the second regulator 20 to shift toward the lower base V2, reducing the risk of the second regulator 20 tipping over in the molten heat transfer body 9. The angle θ1 is preferably 30 degrees or more and 60 degrees or less. The length (height) L2 of the second regulator 20 in the Z direction is preferably 3 mm or more, and preferably 6 mm or more. The second control body 20 may have a triangular shape in a cross section parallel to the XZ plane.
上記シミュレーションでは、第一規制体10を、主にタングステンを含む材料から構成され、第二規制体20を、主にチタンを含む材料から構成されるとしたが、この材料の組み合わせに限らない。第二規制体20の材料として、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどのセラミックスを使用してもよい。 In the above simulation, the first regulator 10 is made of a material that mainly contains tungsten, and the second regulator 20 is made of a material that mainly contains titanium, but this combination of materials is not limited. Ceramics such as aluminum oxide and magnesium oxide may also be used as the material for the second regulator 20.
放電ランプ100の点灯時に規制体(10,20)が溶融しないように、規制体(10,20)を構成する材料の融点は、伝熱体9を構成する材料の融点よりも高いことが好ましい。また、規制体(10,20)が、本体5を構成する材料又は伝熱体9を構成する材料と反応して変質しないように、規制体(10,20)を構成する材料は、本体5を構成する材料及び伝熱体9を構成する材料との反応性が十分低い材料であることが好ましい。しかしながら、第二規制体20の基材を、本体5を構成する材料又は伝熱体9を構成する材料と反応し得る材料で構成し(例えば、伝熱体9が銀の場合、クロムやジルコニウム等)、基材の周り本体5を構成する材料及び伝熱体9を構成する材料との反応性が十分低い材料(例えば、チタン)が取り囲むように形成してもよい。基材の周りにチタン等を取り囲むように形成する方法は、例えば、蒸着法による形成や各種めっき法による形成が考えられる。 In order to prevent the regulator (10, 20) from melting when the discharge lamp 100 is turned on, it is preferable that the melting point of the material constituting the regulator (10, 20) is higher than the melting point of the material constituting the heat conductor 9. In addition, in order to prevent the regulator (10, 20) from reacting with the material constituting the main body 5 or the material constituting the heat conductor 9 and changing in quality, it is preferable that the material constituting the regulator (10, 20) is a material that has a sufficiently low reactivity with the material constituting the main body 5 and the material constituting the heat conductor 9. However, the base material of the second regulator 20 may be made of a material that can react with the material constituting the main body 5 or the material constituting the heat conductor 9 (e.g., chromium or zirconium when the heat conductor 9 is silver), and the base material may be surrounded by a material (e.g., titanium) that has a sufficiently low reactivity with the material constituting the main body 5 and the material constituting the heat conductor 9. The method of forming the titanium or the like around the base material may be, for example, a deposition method or various plating methods.
第一規制体10の製造方法について、4枚のブレード10bを、Z2軸を中心に90度間隔をなすように配置して、接合しても構わない。第一規制体10は、X方向に延在する平板とY方向に延在する平板とをZ1軸で交差させて、接合しても構わない。第一規制体10を一体成型で製造しても構わない。なお、一直線に延在する2つのブレード10bが一枚の平板から構成されている場合であっても、一枚の平板は、中心から径方向外側に延在する、異なる2つのブレードによって構成されるとして数える。他の規制体の例についても同様である。 Regarding the manufacturing method of the first regulating body 10, four blades 10b may be arranged at 90 degree intervals around the Z2 axis and joined together. The first regulating body 10 may be formed by joining a flat plate extending in the X direction and a flat plate extending in the Y direction, crossing them on the Z1 axis. The first regulating body 10 may be manufactured by integral molding. Note that even if two blades 10b extending in a straight line are made up of a single flat plate, the single flat plate is counted as being made up of two different blades extending radially outward from the center. The same applies to the other examples of regulating bodies.
[製造された陽極から各部材の寸法を求める方法]
製造された陽極2から各部材又は各部分の寸法を求める方法について述べる。以下に述べる方法は、放電ランプの製造後に、使用又は試験のために点灯された放電ランプ内の陽極2の寸法設計値を求める際に、特に適している。なぜなら、点灯に使用された陽極2では、界面9sが平坦に形成されておらず、界面9sのZ方向における位置が定まりにくいためである。界面9sのZ方向における位置は、第二規制体20の底面から界面9sまでの距離D2を算出するために使用される。
[Method for determining dimensions of each component from manufactured anode]
A method for determining the dimensions of each member or each part from the manufactured anode 2 will be described. The method described below is particularly suitable for determining the dimensional design values of the anode 2 in a discharge lamp that has been turned on for use or testing after the manufacture of the discharge lamp. This is because the interface 9s of the anode 2 used for lighting is not formed flat, and it is difficult to determine the position of the interface 9s in the Z direction. The position of the interface 9s in the Z direction is used to calculate the distance D2 from the bottom surface of the second regulator 20 to the interface 9s.
一度点灯に使用された陽極2の界面9sが平坦に形成されない主な理由を説明する。図9は、伝熱体9の加熱溶融後に冷却された陽極2の断面図である。なお、図9では、界面9sの形状を読み取りやすくするために、第二規制体20が破線で示されている。放電ランプ100の製造後、使用又は試験のために点灯された放電ランプ100の陽極2について、伝熱体9は、少なくとも一度、加熱されて溶融している。消灯に伴い陽極2が冷却される際、陽極2の表面から陽極2の内部に向かって温度が低下していく。その結果、凝固に伴う熱収縮のタイミングが、陽極2の表面と陽極2の内部との間で異なるため、図9に示すように、伝熱体9とガス空間8の界面9sが中心軸Z1付近で凹むことがある。 The main reason why the interface 9s of the anode 2 that has been used once for lighting is not formed flat is explained. Figure 9 is a cross-sectional view of the anode 2 that has been cooled after the heat transfer body 9 has been heated and melted. In Figure 9, the second regulator 20 is shown by a broken line to make it easier to read the shape of the interface 9s. After the discharge lamp 100 is manufactured, the heat transfer body 9 of the anode 2 of the discharge lamp 100 that has been turned on for use or testing has been heated and melted at least once. When the anode 2 is cooled when the lamp is turned off, the temperature decreases from the surface of the anode 2 toward the inside of the anode 2. As a result, the timing of thermal contraction associated with solidification differs between the surface of the anode 2 and the inside of the anode 2, so that the interface 9s between the heat transfer body 9 and the gas space 8 may be recessed near the central axis Z1, as shown in Figure 9.
製造された陽極2から寸法設計値を求めるには、以下の手順に従う。
(手順1)陽極2を放電ランプ100から取り出し、陽極2の外径D1を計測する。密閉空間6の比較的上方のガス空間8(伝熱体9が含まれていない部分)を横切る位置(図10の線分P-P)で、容器5aをXY平面に沿って切断する。切断により、陽極2は、伝熱体9、規制体(10,20)を含む第一電極部分p1と、蓋5bを含む第二電極部分p2とに分割される(図10参照)。
The dimensional design values are obtained from the manufactured anode 2 according to the following procedure.
(Step 1) The anode 2 is removed from the discharge lamp 100, and the outer diameter D1 of the anode 2 is measured. The container 5a is cut along the XY plane at a position (line segment P-P in FIG. 10) that crosses the gas space 8 (a portion that does not include the heat conductor 9) relatively above the sealed space 6. By cutting, the anode 2 is divided into a first electrode portion p1 including the heat conductor 9 and the regulating body (10, 20) and a second electrode portion p2 including the lid 5b (see FIG. 10).
(手順2)第一電極部分p1の重量aを測定する。また、切断面から伝熱体9を微小量採取し、成分の分析と密度ρを推定する。成分の分析には、例えば、蛍光X線装置等を使用しても構わない。 (Step 2) Measure the weight a of the first electrode portion p1. Also, take a small amount of heat transfer body 9 from the cut surface to analyze the components and estimate the density ρ. For example, a fluorescent X-ray device or the like may be used to analyze the components.
(手順3)第一電極部分p1を、陽極2が溶解せず、伝熱体9が溶解する液体に浸漬し、第一電極部分p1から、伝熱体9を溶解し規制体(10,20)を取り外す。斯かる液体として、例えば、硝酸が使用される。硝酸は、伝熱体9として使用される銀を溶解し、陽極2の本体5及び規制体(10,20)を溶解させにくい。そして、第一電極部分p1から、伝熱体9を除き、規制体(10,20)を含む重量bを測定する。これにより、伝熱体9の体積VMは、(3)式により求められる。
VM = (a-b)/ρ …(3)
(Step 3) The first electrode portion p1 is immersed in a liquid that does not dissolve the anode 2 but dissolves the heat transfer body 9, and the heat transfer body 9 is dissolved and the regulator (10, 20) is removed from the first electrode portion p1. For example, nitric acid is used as such a liquid. Nitric acid dissolves silver used as the heat transfer body 9 and does not easily dissolve the main body 5 of the anode 2 and the regulator (10, 20). Then, the weight b including the regulator (10, 20) is measured from the first electrode portion p1 excluding the heat transfer body 9. The volume VM of the heat transfer body 9 is calculated by the formula (3).
VM = (a-b)/ρ...(3)
(手順4)第二規制体のZ方向の長さL2を計測する。また、第二規制体20を伝熱体9に近い密度の金属の溶融物に浮かべて、沈降深さである、第二規制体20の底面から界面9sまでの距離D2を計測する。 (Step 4) Measure the length L2 of the second regulator in the Z direction. Also, float the second regulator 20 on a molten metal with a density close to that of the heat transfer body 9, and measure the sinking depth, that is, the distance D2 from the bottom surface of the second regulator 20 to the interface 9s.
(手順5)陽極2の密閉空間6に、手順3で求めた伝熱体9の体積VMと同じ体積の液体(例えば、水)を入れて、当該液体に規制体(10,20)を沈める。そして、第一規制体10の上部から液体の液面までの距離H3を計測する。第一規制体10と第二規制体20とのZ方向における間隔H2は、(4)式を使用して求められる。
H2 = H3-L2 …(4)
(Step 5) A liquid (e.g., water) having a volume equal to the volume VM of the heat transfer body 9 obtained in step 3 is poured into the sealed space 6 of the anode 2, and the regulators (10, 20) are submerged in the liquid. Then, a distance H3 from the top of the first regulator 10 to the liquid surface is measured. A distance H2 between the first regulator 10 and the second regulator 20 in the Z direction is obtained using equation (4).
H2 = H3-L2...(4)
[第二規制体の変形例]
図11A及び図11Bは第二規制体の第一変形例である。図11Aは第二規制体25の上面図であり、第二規制体25を-Z方向に見ている。図11Bは第二規制体25の側面図であり、第二規制体25を+Y方向に見ている。第二規制体25は、Y方向に長い棒状であり、かつ、二つの円錐台の底面同士が接するような形状を呈する。長手方向(Y方向)の位置C5は、Z方向に延在する中心軸Z3を通る。位置C5における径W3は、長手方向の端部(E1,E2)位置の径W4より大きい。そして、位置C5から位置E1(又はE2)に向かって、径が漸減する。斯かる第二規制体25は、第二規制体25の向きが、伝熱体9の対流の方向に一致していないとき、中心軸Z3の周りの第二規制体25の僅かな回転で、第二規制体25の向きを、伝熱体9対流の方向に一致させることができる。また、径方向外側に向かって径が漸減するため、伝熱体9の対流が安定化する。また、第二規制体25のように、側面又は断面が円を呈する場合、第二規制体25が転倒しないため、第二規制体25の転倒による乱流を引き起こさない。また、本変形例の形状に加工することは容易であり、加工コストが低い。
[Modification of the second regulator]
11A and 11B are a first modified example of the second regulator 25. FIG. 11A is a top view of the second regulator 25, looking at the second regulator 25 in the -Z direction. FIG. 11B is a side view of the second regulator 25, looking at the second regulator 25 in the +Y direction. The second regulator 25 is rod-shaped long in the Y direction, and has a shape in which the bottom surfaces of two truncated cones are in contact with each other. Position C5 in the longitudinal direction (Y direction) passes through the central axis Z3 extending in the Z direction. The diameter W3 at position C5 is larger than the diameter W4 at the end positions (E1, E2) in the longitudinal direction. The diameter gradually decreases from position C5 to position E1 (or E2). When the orientation of the second regulator 25 does not coincide with the direction of convection of the heat transfer body 9, the second regulator 25 can be rotated slightly around the central axis Z3 to coincide with the direction of convection of the heat transfer body 9. In addition, since the diameter gradually decreases toward the outside in the radial direction, the convection of the heat transfer body 9 is stabilized. In addition, in the case where the side surface or cross section is circular like the second restricting body 25, the second restricting body 25 does not fall over, and therefore does not cause turbulence due to the second restricting body 25 falling over. In addition, it is easy to process into the shape of this modified example, and the processing cost is low.
図12A及び図12Bは第二規制体の第二変形例である。図12Aは第二規制体26の上面図であり、第二規制体26を-Z方向に見ている。図12Bは第二規制体26の側面図であり、第二規制体26を+Y方向に見ている。第二規制体26は、Y方向に長い棒状であり、かつ、端部E1及び端部E2が円形を呈する円錐台形状である。第二規制体20の径は一様ではなく、+Y方向の端部E1における径W1は、-Y方向の端部E2における径W2よりも大きい。端部E1から端部E2に向かうにつれて径が漸減する。第二規制体が、一方の端部E1から他方の端部E2に向かうにつれて、幅が漸減する棒状であるため、伝熱体9の対流が安定化する。また、本変形例の形状に加工することは容易であり、加工コストが低い。 12A and 12B are a second modified example of the second regulator 26. FIG. 12A is a top view of the second regulator 26, looking at the second regulator 26 in the -Z direction. FIG. 12B is a side view of the second regulator 26, looking at the second regulator 26 in the +Y direction. The second regulator 26 is rod-shaped long in the Y direction, and has a truncated cone shape with circular ends E1 and E2. The diameter of the second regulator 20 is not uniform, and the diameter W1 at the end E1 in the +Y direction is larger than the diameter W2 at the end E2 in the -Y direction. The diameter gradually decreases from the end E1 to the end E2. Since the second regulator is rod-shaped with a gradually decreasing width from one end E1 to the other end E2, the convection of the heat transfer body 9 is stabilized. In addition, it is easy to process into the shape of this modified example, and the processing cost is low.
図13A及び図13Bは第二規制体の第三変形例である。図13Aは第二規制体27の上面図であり、第二規制体27を-Z方向に見ている。図13Bは第二規制体27の線分F-Fにおける断面図であり、第二規制体27を-Y方向に見ている。図13Aに示されるように、第二規制体27はY字形状である。図13Bに示されるように、線分F-Fにおける第二規制体27の断面は、Z方向を長手方向とする矩形である。第二規制体27の有する3つのブレード(27a,27b)は、いずれも、Z方向に延在する接線C6に接する。接線C6は、Y方向長さ及びX方向長さの中心軸Z3からずれた位置にある。よって、3つのブレード(27a,27b)のうち、一つのブレード27bが、他の二つのブレード27aよりも長い。一つの長いブレード27bに沿って伝熱体9の対流が形成されやすいため、安定化しやすい。また、第二規制体27はY字形状を有するため、第二規制体27が伝熱体9の対流の方向にひとたび一致した後は、第二規制体27の転倒等による乱流化の要素が小さいため、第二規制体27の姿勢が変化しにくく、これにより、対流が安定化しやすい。 Figures 13A and 13B are a third modified example of the second regulating body. Figure 13A is a top view of the second regulating body 27, looking at the second regulating body 27 in the -Z direction. Figure 13B is a cross-sectional view of the second regulating body 27 at the line segment F-F, looking at the second regulating body 27 in the -Y direction. As shown in Figure 13A, the second regulating body 27 is Y-shaped. As shown in Figure 13B, the cross section of the second regulating body 27 at the line segment F-F is a rectangle with the Z direction as the longitudinal direction. All three blades (27a, 27b) of the second regulating body 27 are tangent to a tangent line C6 extending in the Z direction. The tangent line C6 is located at a position shifted from the central axis Z3 of the Y-direction length and the X-direction length. Therefore, of the three blades (27a, 27b), one blade 27b is longer than the other two blades 27a. Convection of the heat transfer body 9 is easily formed along one long blade 27b, so it is easy to stabilize. In addition, because the second regulator 27 has a Y-shape, once the second regulator 27 is aligned with the direction of convection in the heat transfer body 9, the position of the second regulator 27 is less likely to change because factors that could cause turbulence, such as the second regulator 27 tipping over, are small, making it easier to stabilize the convection.
図示して説明しないが、第四変形例として、第二規制体20は、第一規制体10のように、十字形状を呈していてもよい。第二規制体20のブレードの枚数は、第一規制体10のブレードの枚数よりも少ない方が、伝熱体9の対流が安定しやすい。 Although not illustrated or described, as a fourth modified example, the second regulator 20 may have a cross shape like the first regulator 10. The convection of the heat transfer body 9 is more likely to be stable if the number of blades of the second regulator 20 is smaller than the number of blades of the first regulator 10.
図14は第一規制体の第一変形例である。図14は、第一規制体17の上面図であり、第一規制体17を-Z方向に見ている。図14に示されるように、第一規制体17は、T字形状を有する。第一規制体17の有する3つのブレード(17a,17b)は、いずれも、Z方向に延在する接線C6で接する。接線C6は、中心軸Z3からずれた位置にあってもよいし、中心軸Z3と重なってもよい。T字形状の第一規制体17は、十字形状の第一規制体10に比べてブレードの枚数が少ないため、規制体の容積が小さく、伝熱体9の量を増やすことができる。なお、第一規制体17は、2つのブレード17aが一直線上に並んでいるため、2つのブレード17aは一枚の板から構成されても構わない。 Figure 14 is a first modified example of the first regulator. Figure 14 is a top view of the first regulator 17, looking at the first regulator 17 in the -Z direction. As shown in Figure 14, the first regulator 17 has a T-shape. The three blades (17a, 17b) of the first regulator 17 are all tangent to a tangent C6 extending in the Z direction. The tangent C6 may be offset from the central axis Z3 or may overlap with the central axis Z3. The T-shaped first regulator 17 has fewer blades than the cross-shaped first regulator 10, so the volume of the regulator is smaller and the amount of heat transfer body 9 can be increased. Note that the first regulator 17 has two blades 17a arranged in a straight line, so the two blades 17a may be composed of a single plate.
図15は第一規制体の第二変形例である。図15は、第一規制体18の上面図であり、第一規制体18を-Z方向に見ている。第一規制体18は、3枚のブレード18bを有する。3枚のブレードは、いずれも、Z方向に延在する接線C6に接する。接線C6は、中心軸Z3と重なっている。第一規制体18は、十字形状の第一規制体10に比べてブレードの枚数が少ないため、規制体の容積が小さく、伝熱体9の量を増やすことができる。また、各ブレード18bが、互いに等角度(120°)をなすため、第一規制体18が傾きにくく、安定した姿勢を保ちやすい。第一規制体18の安定は、対流の安定化につながる。 Figure 15 shows a second modified example of the first regulator 18. Figure 15 is a top view of the first regulator 18, looking at the first regulator 18 in the -Z direction. The first regulator 18 has three blades 18b. All three blades are tangent to a tangent line C6 extending in the Z direction. The tangent line C6 overlaps with the central axis Z3. The first regulator 18 has fewer blades than the cross-shaped first regulator 10, so the volume of the regulator is smaller and the amount of heat transfer body 9 can be increased. In addition, the blades 18b are at equal angles (120°) to each other, so the first regulator 18 is less likely to tilt and is easier to maintain a stable posture. The stability of the first regulator 18 leads to the stabilization of convection.
図16は第一規制体の第三変形例である。図16は、第一規制体19の側面図であり、第一規制体19を+X方向に見ている。第一規制体19は4枚のブレード19aを有する。各ブレード19aの外側面19tはテーパ形状を呈する。ゆえに、ブレード19aの上面(+Z側の面)の径方向長さは、下面(―Z側の面)の径方向長さより小さい。 Figure 16 shows a third modified example of the first regulating body. Figure 16 is a side view of the first regulating body 19, looking at the first regulating body 19 in the +X direction. The first regulating body 19 has four blades 19a. The outer surface 19t of each blade 19a has a tapered shape. Therefore, the radial length of the upper surface (surface on the +Z side) of the blade 19a is smaller than the radial length of the lower surface (surface on the -Z side).
以上で、実施形態及びその変形例を説明した。本発明は上述した実施形態及びその変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上述の実施形態及び変形例に、種々の改良又は変更を施したり、各変形例を組み合わせたりすることができる。 The above describes the embodiment and its modified examples. The present invention is not limited to the above-described embodiment and its modified examples, and various improvements or modifications can be made to the above-described embodiment and its modified examples, or the modified examples can be combined, without departing from the spirit of the present invention.
上記では、規制体は、第一規制体10と第二規制体20とから構成されていたが、3つ以上の規制体から構成されていても構わない。 In the above, the regulating body is composed of a first regulating body 10 and a second regulating body 20, but it may be composed of three or more regulating bodies.
上記では、陽極2が、密閉空間6を有する本体5と、密閉空間6内に規制体(10,20)と、密閉空間6内に伝熱体9とを有する例について述べた。陰極3が、密閉空間を有する本体と、密閉空間内に複数の規制体と、伝熱体とを有していても構わない。放電ランプ100は、陰極3が陽極2より上方に位置するように配置しても構わない。 In the above, an example was described in which the anode 2 has a body 5 having an enclosed space 6, a regulator (10, 20) in the enclosed space 6, and a heat transfer body 9 in the enclosed space 6. The cathode 3 may have a body having an enclosed space, and multiple regulators and heat transfer bodies in the enclosed space. The discharge lamp 100 may be arranged so that the cathode 3 is located above the anode 2.
1 :発光管
2 :陽極
3 :陰極
4 :リード棒
5 :本体
5a :容器
5b :蓋
6 :密閉空間
8 :ガス空間
9 :伝熱体
9s :(伝熱体とガス空間の)界面
10,17,18,19:第一規制体
10b,17a,17b,18b,19a:(第一規制体の)ブレード
11 :封止管
12 :口金
13 :(電極の)先端
14 :(電極の)後端
15 :(本体の)内壁
19t :(ブレードの)外側面
20,25,26,27 :第二規制体
27a,27b :(第二規制体の)ブレード
30 :(第二規制体がない場合の)第一規制体
100 :放電ランプ
1: Arc tube 2: Anode 3: Cathode 4: Lead rod 5: Main body 5a: Container 5b: Lid 6: Sealed space 8: Gas space 9: Heat transfer body 9s: Interface (between heat transfer body and gas space) 10, 17, 18, 19: First regulator 10b, 17a, 17b, 18b, 19a: Blade (of first regulator) 11: Sealing tube 12: Base 13: Tip (of electrode) 14: Rear end (of electrode) 15: Inner wall 19t (of main body): Outer surface (of blade) 20, 25, 26, 27: Second regulator 27a, 27b: Blade (of second regulator) 30: First regulator 100 (when no second regulator is present): Discharge lamp
Claims (9)
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、放電ランプ。 In a discharge lamp having a pair of electrodes arranged opposite to each other in an axial direction, at least one of the pair of electrodes is
A main body having an enclosed space therein;
a heat transfer body located within the sealed space and having a melting point lower than that of a material constituting the main body;
a regulating body located within the sealed space, having a surface exhibiting a melting point higher than the melting point of the heat transfer body, and regulating convection of the heat transfer body;
The regulator is
A first restricting body having a density greater than that of the heat transfer body;
and a second regulator having a density lower than that of the heat conductor.
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをD2(mm)とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をH2(mm)とするとき、以下の(1)式を満たす
0 < H2/(L1+D2) ≦ 2 …(1)
ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の放電ランプ。 The length of the first regulation body in the axial direction is L1 (mm),
The length of the second regulation body in the axial direction in contact with the heat transfer body is D2 (mm),
When the distance between the first and second regulation bodies in the axial direction is H2 (mm), the following formula (1) is satisfied: 0 < H2/(L1+D2) ≦ 2 (1)
6. A discharge lamp according to claim 1, characterized in that:
D2 ≧ 1.5 …(2)
ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の放電ランプ。 When the length of the second regulator in the axial direction in contact with the heat transfer body is D2 (mm), the following formula (2) is satisfied: D2 ≧ 1.5 (2)
6. A discharge lamp according to claim 1, characterized in that:
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内にあり、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内にあり、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、電極。
An electrode for use in a discharge lamp, the electrode comprising:
A main body having an enclosed space therein;
a heat transfer body located within the sealed space and having a melting point lower than that of a material constituting the main body;
a regulating body that is located within the sealed space, has a surface that exhibits a melting point higher than the melting point of the heat transfer body, and regulates convection of the heat transfer body;
The regulator is
A first restricting body having a density greater than that of the heat transfer body;
and a second regulator having a density lower than that of the heat transfer body.
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