JPS649704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、陰極と、陽極と、陰極陽極間に電位
を印加してアーク放電を生ぜしめる装置と、さら
に陰極陽極間に位置する耐火性の金属隔膜とを具
え、該隔膜が放電を起こす面積を制限するための
開口を有するアーク放電灯に関するものである。

英国特許第1486514号は、アーク放電によつて
放出される関連する波長範囲を高度に透過させる
窓を有する放電灯バルブを具えた放電灯を示す。
このバルブの内部はヂユーテリウム（重水素、
Ｄ）とクリプトンとの混合物で充填される。加熱
された陰極と環状の陽極との間で放電が生ずる。
このアーク放電は開口によつて集中されるため、
特に強力な放射が窓を通して吐出される。

局部的に強く集中する放電を生じさせるために
は、環状陽極の開口の直径を小さくすることが必
要である。そのため、この陽極は比較的小型に作
られる。かくして、陽極は表面積が小さく、熱を
放射する容量すなわち能力が少ししかない、従つ
てアークによつて発生する熱が陽極温度を比較的
高温に上昇させる。それは、このアーク放電灯に
適度の寿命を達成させなければならない場合に、
どうしても陽極に対し耐火性金属の使用を必要に
する。

本発明の目的は、耐火性金属陽極の使用を必要
としないで、強烈な放電を生じさせることができ
る放電灯を提供することである。

本発明は、アーク放電灯の外被内にてその軸線
上に減圧空間を介して対向して配置せしめた陰極
と、陽極と、該陰陽両極間にアーク放電を生ぜし
めるため陰陽両極間に電位を印加するためのリー
ド線と、さらに、前記陰陽両極間に位置する耐火
性の金属隔膜とを具え、該金属隔膜が放電を起こ
す面積を制限するための開口を有するアーク放電
灯であつて、前記陽極に大きな放射表面積を持た
せて、標準作動条件のもとでの陽極温度の上昇
を、陽極を非耐火性金属から作ることを可能にす
る値に制限させたことを特徴とするアーク放電灯
を提供する。

この陽極の制限された温度上昇は、陽極をステ
ンレス鋼のような非耐火性金属から形成すること
を可能にする。かくして、放電強度、それ故放出
される放射の強度を低下させずに高価でない放電
灯を生産することができる。

この陽極は、閉鎖された端部に開口を有するコ
ツプ状部材を具え、それらの開口が一直線上に並
ぶように隔膜に面している閉鎖された端部を備え
る。これは、良好な熱放射性質を有しさらに比較
的小型である従来の構造を与える。

この陰極は、第２のコツプ状部材によつて取り
囲まれ、このコツプ状部材は、略々管状の部材か
ら成り、隔膜は、この管状の部材の中で組立てら
れてこのコツプ状部材の閉鎖された端部を形成す
る。このコツプ状部材は２つの作用を行なう。そ
の第１は、陰極を陽極から隠して隔膜の開口を通
る以外の他の通路を経由する放電を阻止すること
であり、その第２は、熱を放射する表面積を増加
させることによつて隔膜の作動温度を低下させる
ことである。

陽極の熱放散を増加させるため外側にフレアを
付けた延長部を設けることができる。この延長部
は陽極の開口端から突出している。

この放電灯は、陽極の対称軸線が外被の縦の軸
線に平行であるか又はその上に存在し、陽極の開
口端部が外被の対向する端部に隣接するように、
外被の一端部を通して突出するリード線を有する
略々円筒状の外被と、対向する端部の放射に透明
な窓とに取り囲まれる。これは、外被の一端部か
ら内部に延在するリード線によつて陽極が支持さ
れるのを可能にし、比較的簡単でかつ頑強な構造
を与える。内部に延在するリード線は、少なくと
も隔膜と陽極との間の隙間に隣接する部分にわた
つてセラミツク管を通過する。これは、リード線
と陰極又は隔膜との間の放電の可能性を減少させ
る。

紫外線波長帯域の放射を生じさせることが望ま
しい場合は、一つの実施態様として、外被にはヂ
ユーテリウムを充填する。

以前に既知の放電灯に用いられた直接加熱する
陰極フイラメントよりも長寿命で、さらに安定し
た出力を与える電子放射材料にて処理し含有させ
た陰極を用いることができる。

本発明の実施例を図面について例により記載す
る。

第１図は、ベース１、陰極組立体２、略々管状
の部材３、隔膜４、略々管状の部材５、コツプ状
陽極６、陽極延長部７、及び外被８から成るアー
ク放電灯の分解正面図である。このベース１は、
３本のリード線１１と、別の３本のリード線１３
と、さらに３本のリード線１５とを担持し、これ
らのうちで、前記の３本のリード線１１は略々そ
の長にわたつてセラミツク管１２によつて取り囲
まれていて、前記の別の３本のリード線１３は、
そのうちの２本が図に示されているが、セラミツ
ク管１４によつて取り囲まれていて、前記の３本
のリード線１５は、そのうちの１本が図に示され
ている。

陰極組立体２は、拡大した寸法で、第２図にお
いてもつと詳細に示されている。含有させた陰極
ベレツト２１が、ヒーターコイル２３を収納した
金属缶２２の端部に取付けられている。この缶２
２は、唯一本だけが見られる３本の等しく間隔を
おいたワイヤー２０によつて導電性の一般に管状
の部材２４の内部に取付けられる。しかして、こ
れらのワイヤー２０は、部材２２と２４との間の
熱伝導を最小にする一方これらの部材間に電気接
続を確立するため部材２２と２４との間に放射状
に延在する。この部材２４はセラミツク円板２５
に取付けられ、この円板２５は又２本の端子ピン
２６と２７とを担持する。別の端子ピン２８は、
管状部材２４に溶接され、ワイヤー２０及び金属
缶２２を経て陰極ペレツト２１に対し電気的接続
を形成するのに役立つ。セラミツク円板２５は、
金属スカート２９によつて取り囲まれる。陰極ヒ
ーター２３は、金属プレート２６１及び２７１
と、らせん状にコイル巻きしたリード線２３１及
び２３２とを経て端子ピン２６及び２７に接続さ
れ、この構造は熱伝導を最小にしさらにこのヒー
ターに対して剛性のある支えを提供するのに用い
られる。金属プレート２６１及び２７１は、それ
ぞれピン２６及び２７に溶接され、２本のリード
線１５へ接続するため尾２６２及び２７２を設け
る一方端子ピン２８は第３のリード線１５に接続
される。

隔膜４は、モリブデンのような耐火性の金属か
ら作られ、第２図に見られるように、約１mm直径
の中心開口４２が付いている中心のくぼみ４１を
有する。

略々管状の部材５は、ステンレス鋼から作られ
それに溶接されたタブすなわちつまみ５１を有
し、この部材５の中にリード線１３が挿入され
る。この略々管状の部材５は、隔膜４を受入れ、
これらをいつしよに組立てるときコツプ状部材を
形成する。

陽極６は、コツプ状部材から成り、このコツプ
状部材は、以前から知られている配置と比較して
この配置の熱を放散する品質が高いため、非耐火
性金属、例えばステンレス鋼から作ることができ
る。この陽極６は、それに溶接されたタブ６１を
有し、これらのタブ６１はリード線１１を受入
れ、又この陽極６は約３mmの直径の中心開口６２
（第２図）を有する。

陽極延長部７は、先端を切つた円錐部分７３に
よつて連結された２個の管状部分７１及び７２を
具える。この管状部分７１は、陽極６の放射面積
を増大させるためこの陽極６の内側に溶接され、
かくしてその陽極の作動温度をさらに低下させ
る。

一実施例においては、このコツプ状部材は、開
口６２を除いてその一端部において閉鎖した中空
の正規の円筒として形成された。このコツプの直
径は約12mmであり、その高さは約12mmであつた。
この陽極６に、フレアを付けた陽極延長部７を嵌
合させ取付けた。この陽極延長部７の外側の管状
部分は、約20mmの直径と２mmの高さとを持つた。
先端を切つた円錐部分７３は、約３mmの高さを持
つた。

外被８は、略々管状を呈し、その一端の壁に合
成石英の窓８１を形成し、この窓８１は、アーク
によつて生ずる放射の少なくとも選択された部分
に対して実質的に透明である。

第３図及び第４図は組立てられた放電灯を示
す。隔膜４を管状部材５の内部に組立てて、この
管状部材５によつてコツプ状部材を形成する。陰
極組立体２は、管状部材３の内部に組立てられ、
管状部材５及び隔膜４によつて形成されたコツプ
状部材の中に挿入される。陰極と隔膜との間の距
離が、そのスカート２９が管状部材３のひつくり
返したリツプ３１に対して衝合する陰極組立体２
の寸法と、管状部材５のひつくり返したリツプ５
２に対して衝合する隔膜４の寸法と、さらに管状
部材３の寸法とによつて決定されるので、管状部
材３の底部が第２図に見られるように管状部材５
の底部と整列するように配列させることによつ
て、陰極と隔膜との間の距離を正確に設定するこ
とができる。陰極と隔膜との組立体が、次いでベ
ース１に組立てられ、セラミツク管１４をはめて
通したこれらのリード線がタブ５１に挿入されこ
のタブ５１に溶接される。それと同時にリード線
２８，２６２及び２７２がリード線１５に接続さ
れる。リード線２８と、リード線２６２がリード
線２７２かどちらかとを、隔膜４を陰極と同じ電
位に保持すべきリード線１３のうちの１本に、内
部にて接続することが、これに代わつて可能であ
ろう。しかしながら、幾つかの応用においては、
隔膜上の電位を変化させることによつて放電灯を
つけることが望まれ、その場合には陰極と隔膜と
を電気的に絶縁することが必要である。

陽極延長部７は、陽極６の中に溶接され、この
組立てられた陽極とその延長部とが、タブ６１に
よつてリード１１に取付けられる。この組立体が
次いで外被８に挿入され、ベース１がこの外被８
に封止される。封止られた外被は次いで排気され
13ミリバールの圧力までジユーテリウム（Ｄ，重
水素）によつて充填される。

作動においては、電位を陽極と陰極との間に接
続してアーク放電を生じさせる。この放電は隔膜
４のへこみに限られ、アークからの放射が陽極の
開口６２を経て窓８１を通過する。ジユーテリウ
ム放電灯の場合には、スペクトルの紫外線領域に
おいてかつ可視スペクトルの青の端において低い
強度においてエミツシヨンが起こる。外被８がガ
ラスからできているならば、青の放射が外被の側
面を通して見られるだろうが、しかしこの外被
は、その窓８１を通すほかは紫外放射に対し略々
不透明であろう。

フレアを付けた陽極延長部７には、陽極開口６
２からの窓８１に対する立体角である所望の立体
角に放出される放射を制限するため、連続して大
きな直径の開口を有する横のバツフルすなかち遮
蔽装置を設けることができる。

第２図及び第４図から見られるように、陽極の
対称軸は、隔膜４の開口４２があるように、外被
８の縦の軸線上にある。従つて放射の大部分のエ
ミツシヨンは、外被の縦の軸線に沿つている。し
かしながら、幾つかの広く用いられる放電灯は、
縦の軸線を横切つた方向の放射を放出する。従つ
てこの実施例に記載される放電灯は、現在の分光
光度計に容易には調和しない。これらの放電灯は
分光光度計用広帯域放射供給源を提供するため普
通に用いられる。しかしながら、90゜を通して回
動される電極構造によつて、及び円筒状外被８の
屈曲した表面の放射透明の窓８１によつて、本発
明による放電灯を構成することが可能であろう。
これは、外被が広げた幅をもたないならば、短か
い電極構造を必要ならしめるだろう。これは、第
２図に示す対称軸線Ａ―Ａを横切る方向に陽極の
寸法を増大させ、かくして壁の高さを減小させる
代わりに大きな放射表面積を保持することによつ
て達成することができた。フレアの付いた延長部
は又浅い輪郭を有する。その方法で、本発明によ
る放電灯を、従来の放電灯と同じ器具に用いられ
るようにする構造を得ることができた。

記載された実施例に対する種々の別の変形を、
本発明の範囲から離れないで、することができ、
次の提案だけが説明されるに過ぎず、あますとこ
ろがない徹底的の目録ではない。

管状部材５をモリブデンから作ることができ、
その場合に隔膜４をこの管状部材５と一体にして
コツプ状部材を形成することができる。これに代
わつて、この隔膜４は、開口を設けたコツプ状部
材に溶接された板として形成することができる。
外被には、所望の放射の特性に依存した附加的又
は代替的の気体を充填することができる。含浸さ
せた陰極２すなわち、含有させた陰極２の代わり
に直接加熱される陰極フイラメントを用いること
ができ、フレアを付けた陽極延長部７を省略する
か、又は陰極と一体に形成することができる。放
電灯の正規の作動中のその温度上昇が、合理的の
作動寿命を得るのに耐火性金属を用いることが必
要である一定のある値より低く制限されるように
陽極全体の有効放射表面を作るならば、陽極を異
なつた配置に形成することができる。皿型又は受
け皿型の陽極又は扁平な陽極でも、もし十分に大
きな表面積を外被内に設けることができるなら
ば、用いることができる。

以上要するに本発明においては、アーク放電灯
は、陰極２と、開口を設けた隔膜４と、さらに開
口を設けたコツプ状の陽極６とを具える。この陽
極６にはフレアを付けた延長部７を設けセラミツ
ク管１４を通過するリード線にこの陽極６が取付
けられる（第４図）。この陰極２は、隔膜４によ
つて一端部が閉じられた円筒状の管５から成るコ
ツプ状部材に取り囲まれる。電極は、ヂユーテリ
ウム（重水素）を充填した封止られた外被８に封
入される。陰極陽極間に点孤されたアークからの
紫外線放射が通過できるように外被の一端部に合
成石英窓８１を設ける。

陰極２と、隔膜４の開口４２と、さらに陽極６
の開口６２とが、一列に並べられ、外被８の対称
軸線上に存在する。陽極は、その大きな表面積の
ため、有効な熱放射装置であり、かくして正規の
温度よりも低い温度で働き、通常の耐火性金属と
は異なるステンレス鋼の使用を許す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアーク放電灯の分解正面
図、第２図は、第１図の組立てられた陰極隔膜と
陽極との断面図、第３図は本発明によるアーク放
電灯の逆にした平面図、さらに、第４図は第３図
に示す放電灯の正面図である。 １…ベース、２…陰極組立体、３，５…略々管
状の部材、４…隔膜、６…コツプ状陽極、７…陽
極延長部、８…外被、１１…３本のリード線、１
２，１４…セラミツク管、１３…別の３本のリー
ド線、１５…３本のリード線、２０…３本の等し
く間隔をおいたワイヤー、２１…含有（充満）さ
せた陰極ペレツト、２２…金属缶、２３…ヒータ
ーコイル（陰極ヒータ）、２４…導電性の一般に
管状の部材、２５…セラミツク円板、２６，２７
…端子ピン、２８…別の端子ピン、２９…金属ス
カート、２３１，２３２…らせん状にコイルに巻
いたリード線、２６１，２７１…金属プレート、
２６２，２７２…尾、３１…ひつくり返したリツ
プ、４１…中心のくぼみ、４２…中心の開口、５
１，６１…タブ、５２…ひつくり返したリツプ、
６２…中心開口、７１，７２…管状部分、７３…
先端を切つた円錐部分、８１…合成石英の窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アーク放電灯の外被内にてその軸線上に減圧
   空間を介して対向して配置せしめた陰極と、陽極
   と、該陰陽両極間にアーク放電を生ぜしめるため
   陰陽両極間に電位を印加するためのリード線と、
   さらに、前記陰陽両極間に位置する耐火性の金属
   隔膜とを具え、該金属隔膜が放電を起こす面積を
   制限するための開口を有するアーク放電灯におい
   て、 前記陽極に大きな放射表面積を持たせて、標準
   作動条件のもとでの陽極温度の上昇を、陽極を非
   耐火性金属から作ることを可能にする値に制限さ
   せたことを特徴とするアーク放電灯。 ２ 陽極が、閉鎖された端部に開口を有するコツ
   プ状部材から成り、かつ該コツプ状部材の開口
   と、前記金属隔膜の開口とが一直線上に並ぶよう
   に、前記金属隔膜に面している閉鎖された端部を
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のアーク放電灯。 ３ 陰極が、大部分管状部材から成る第２のコツ
   プ状部材によつて取り囲まれていて、金属隔膜
   が、この管状部材の内側に組立てられて前記の第
   ２のコツプ状部材の閉鎖された端部を形成するこ
   とを特徴とするアーク放電灯。 ４ 前記の第１及び第２のコツプ状部材が、それ
   ぞれ一端部において閉鎖された中空の真直な円筒
   体であることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   又は第３項いずれかの記載のアーク放電灯。 ５ 外側にフレアを付けた延長部が、陽極の開口
   端から突出することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項ないし第４項いずれかの記載のアーク放電
   灯。 ６ 小さな中心開口を設けたコツプ状陽極のアー
   クに対する邪魔板組立体が、フレアを付けた陽極
   延長部の外側に嵌められ連結されることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載のアーク放電灯。 ７ 一方の閉鎖された端部を通して突出するリー
   ド線と、反対側の端部の放射光を透過する窓とを
   有する略々管状の外被中に封入され、該外被中で
   は陽極の対称軸が、外被の長手方向の軸線に平行
   であるか又は軸線上にあり、かつ陽極の開口端部
   が、外被の反対側の端部に隣接することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第７項いずれか
   の記載のアーク放電灯。 ８ 陽極が外被の一端部から内部に突出するリー
   ド線によつて支持されることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項記載のアーク放電灯。 ９ 内部に突出するリード線が、少なくとも隔膜
   と陽極との間の隙間に隣接する部分にわたつてセ
   ラミツク管を通過することを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載のアーク放電灯。 １０ 内部に突出するリード線が陽極に溶接され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項又は第
   １０項いずれかの記載のアーク放電灯。 １１ 陰極が電子放射材料にて処理し含有させた
   陰極であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第１１項いずれかの記載のアーク放電
   灯。 １２ ヂユーテリウムの充填物を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項い
   ずれかの記載のアーク放電灯。