CN102479666A

CN102479666A - 放电灯装置

Info

Publication number: CN102479666A
Application number: CN2011103164616A
Authority: CN
Inventors: 北栃直树; 鹈饲俊哉; 冈本敏之; 山下高史
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-05-30
Also published as: NL2007588C2; JP2012114007A; NL2007588A; US20120133304A1

Abstract

本发明提供一种放电灯装置，该放电灯装置由以下构成：高压放电灯，在放电空间内具有一对主电极；起动辅助光源(UV电池)，仅在该高压放电灯点灯起动时，向该放电空间放射紫外光；以及供电装置，使该高压放电灯及UV电池点灯，在该放电灯装置中，提供一种即使低压下也可使放电灯稳定地点灯起动的构造，其特征在于，上述供电装置在上述高压放电灯点灯起动时产生起动用高压，之后转换到平常点灯用电压，上述UV电池在上述起动用高压下发光，但在平常点灯用电压下不发光，且该UV电池至少包括起动用稀有气体、及作为发光物质的一氧化碳(CO)。

Description

放电灯装置

技术领域

本发明涉及一种作为投影装置、放映机的光源使用的放电灯装置，尤其涉及一种具有辅助高压放电灯的起动的UV电池的放电灯装置。

背景技术

一直以来，投影装置、投影仪中使用的放电灯装置具有：作为发光源的高压放电灯以及包围该放电灯地配置的反射镜，该放电灯装置为世人所知，进一步，为提高高压放电灯的起动性，采用具有起动辅助光源(以下也称为“UV电池”)的装置。

特开2009-117284号公报(专利文献1)中公开了以下构成：将上述UV电池安装到放电灯的一部分或凹面反射镜的一部分的构成。

该UV电池在放电容器的内部例如包括水银，通过设置在放电容器的外侧的外部电极，利用所谓电介质阻挡放电来放射紫外光。

从UV电池放射的紫外光照射到高压放电灯的放电空间，从而成为易绝缘破坏该放电空间的状态，即，具有易于点灯起动高压放电灯的效果。因此，UV电池仅在放电灯起动时发光即可，在放电灯起动时，向放电空间放射紫外光(UV)，并且必须安装到起动后不遮住来自该放电灯的放射光的位置。

另一方面，近年来，从节能的角度出发，要求以较低的电压点灯起动放电灯。列举一例，现有技术中，当提供3kV的起动电压时，要求以其一半以下的1～1.5kV点灯起动。为响应这一要求，增大UV电池的放射光量变得重要。

专利文献1：日本特开2009-117284号公报

发明内容

本发明要解决的课题是，在放电灯装置中，提供一种即使低压也可稳定地点灯起动放电灯的构造，该放电灯装置由以下构成：高压放电灯，在放电空间内具有一对主电极；起动辅助光源(UV电池)，仅在该高压放电灯点灯起动时，向该放电空间放射紫外光；以及供电装置，使该高压放电灯及起动辅助光源点灯。

为解决上述课题，本发明涉及的放电灯装置的特征在于，上述供电装置是，在上述高压放电灯点灯起动时产生起动用高压，之后转换到平常点灯用电压，上述起动辅助光源(UV电池)是，在上述起动用高压下发光，但在平常点灯用电压下不发光，且该起动辅助光源至少包括起动用稀有气体、及作为发光物质的一氧化碳(CO)。

根据本发明的放电灯装置，UV电池仅在点灯起动时发光，在高压放电灯平常点灯时不会发光，因此该UV电池的点灯时间的总和和放电灯点灯时间相比非常短，CO造成的UV电池黑化的问题完全在实用上不会形成弊端，因此可起到仅利用以下优点的效果：增大该UV电池的放射光量，进行放电灯的低压下的起动。

附图说明

图1是本发明的放电灯装置的整体截面图。

图2是本发明的UV电池的概要图。

图3是本发明涉及的供电装置的一例。

具体实施方式

如上所述，为了响应以低压点灯起动具有UV电池的放电灯装置的社会要求，首先，本发明人着眼于以下情况：通过封入作为UV电池的发光物质的CO(一氧化碳)，和封入Hg(水银)的UV电池相比，有助于放电灯起动时的绝缘破坏的波长的放射光量明显较大。

而封入CO的灯本身在现有技术中，在文献层面上提出了各种方案(例如特开2002-358924号公报)。但是，当发光管内含有CO时，放电灯本身会极快黑化，从使用寿命的角度出发，实用上目前不会采用。

因此，本发明人发现：并非主点灯的放电灯，只要是仅在起动时发光即可的UV电池，则即使封入CO，也可将黑化抑制到事实上不产生问题的水平，且可提高放电灯的起动性。

并且，本发明人经过刻苦钻研发现：采用UV电池在放电灯平常点灯时绝对不发光的构造，进一步估算适于UV电池的CO的封入量。

图1表示本发明的放电灯装置。放电灯装置具有：放电灯1；包围该放电灯1的凹面反射镜2；固定到该反射镜2的头部21的基底3；以及配置在基底3内的起动辅助光源(UV电池)4，放电灯1的一个密封部插通形成于反射镜2的头部21的贯通口20，通过粘合剂固定到基底3，在该基底3上固定有第1供电端子5和第2供电端子6。放电灯1中，在发光管的两端形成密封部，从各密封部伸出与电极电连接的外部导线11、12，通过供电线7、8分别连接到上述第1供电端子5、第2供电端子6。以下对放电灯1列举一个实施例。在放电灯1的发光管的内部，除了作为发光物质的水银封入0.15mg/mm³以上，例如0.25mg/mm³外，为防止因卤素循环使作为电极的构成材料的钨附着到发光管的内壁，溴等卤素气体的范围是2.0×10^-4μmol/mm³～7.0×10^- ⁴μmol/mm³，例如封入3.0×10^-4μmol/mm³，进一步封入约13kPa(100Torr)的氩气。并且，放电灯1的发光管的最大外径是12.0mm，电极间距离是1.2mm，发光管的内容积是124mm³，管壁负荷是3.5W/mm²，额定电压是85V，额定功率是330W。

图2表示本发明的UV电池。UV电池4由以下构成：由石英玻璃构成的放电容器40；配置在该放电容器40的两端的外表面的第1外部电极41和第2外部电极42，在放电容器40的内部，作为发光物质封入一氧化碳(CO)。

该一氧化碳(CO)不仅包括封入CO本身的情况，而且包括以下情况：分别封入碳、氧、或碳化合物、氧化合物，在放电容器中生成一氧化碳。

进一步，也可封入氩、氙、氖等稀有气体、氮或氦等气体。

一氧化碳(CO)的封入量是0.1～5.0Torr，这是因为，小于0.1Torr时，无法获得充分的紫外线，并且当是5.0Torr以上时，UV电池本身不发光。稀有气体的封入量优选10～30Torr左右。

此外，测定一氧化碳的封入量的方法例如优选是：以氩等稀有气体的分光峰值强度标准化的方法下的分光分析形成的非破坏评估。

上述第1外部电极41、第2外部电极42如下形成：将由具有良好的耐热性/耐热冲击性的不锈钢、坝塔尔合金(铁铬合金)构成的线材在放电容器40的长边方向缠绕而形成。此外，作为第1外部电极41、第2外部电极42，也可提前将线圈状形成的线材安装到放电容器40。放电容器40例如全长约为15mm，外径约为2.8mm，壁厚约为0.7mm。第1外部电极41、第2外部电极42例如通过直径0.3mm的线材形成全长(放电容器40的长边方向)约4mm、外径约3mm的线圈形状，电极间距离约为6mm。在放电容器40内，例如封入氩气和一氧化碳(CO)。

并且，上述UV电池4中，第1外部电极41上连接第1辅助光源供电线41a，第2外部电极42上连接第2辅助光源供电线42a，在放电灯1起动时，通过该第1辅助光源供电线41a和第2辅助光源供电线42a，电压施加到第1外部电极41、第2外部电极42，UV电池4内的发光物质发光，放射紫外线。进一步，在放电容器40的内部，为了辅助UV电池4的放电，例如可封入棒状的金属部件。该金属部件例如是钼或钨。

其中，为了使UV电池4在高压放电灯1点灯起动时提供的高压下发光，但在平常点灯时提供的电压下绝对不发光，必须设计气体种类、气体压力、电极构成等。

图3表示本发明涉及的供电装置的一例。主点灯电路15中，高压放电灯1和UV电池4并列配置。并且，在高压放电灯1中，起动用触发电路16串联连接。

该触发电路16在灯起动时，例如产生1～1.5kV的高压。该高压施加到放电灯1的电极间，并且也同样施加到与灯1并联连接的UV电池4。UV电池4采用通过1～1.5kV的高压而发光的构成，即，通过触发电路16的驱动，从UV电池4放射紫外线。

当放电灯1绝缘破坏时，触发电路16断开，从主点灯电路15提供所需的电力(例如330W)。这样一来，放电灯1转换到稳定点灯。另一方面，UV电池4采用在该所需的电力下绝对不发光的构成，因此当触发电路16驱动停止时，发光同时停止。

接着说明表示本发明的效果的实验例。改变封入到UV电池4的CO量，观察UV电池4本身的发光、及放电灯1的发光。

具体而言，对于封入了CO的灯1～灯8、及作为比较例的未封入CO的灯9，分别在高频(40kHz)下将施加电压改变为1.6kV、2.2kV、2.8kV、3.4kV、4.0kV。

UV电池4设置在距灯1有50mm的位置。UV电池4的发光将施加电压的同时基本瞬间发光的记作◎，将不是瞬间但发光的记作○，将不发光的记作×。此外，有无发光通过目视可视发光来进行。本来需要的不是可视发光，而是紫外发光，但发出可视光意味着也发出紫外光，因此为了方便利用可视光的发光来进行判断。灯的发光将电压施加1秒以内绝缘破坏的记作◎，将2秒以内的记作○，将3秒以内的记作△，将未绝缘破坏的记作×。

在该实验中，UV电池4和放电灯1使用上述实施例记载的放电灯。

具体而言，UV电池4的CO封入量在各个灯中如下所示：

灯1中，CO是0.1Torr、水银是0，

灯2中，CO是0.4Torr、水银是0，

灯3中，CO是1.0Torr、水银是0，

灯4中，CO是1.0Torr、水银是0.6mg，

灯5中，CO是2.0Torr、水银是0，

灯6中，CO是4.0Torr、水银是0，

灯7中，CO是5.0Torr、水银是0，

灯8中，CO是6.0Torr、水银是0，

灯9中，CO是0、封入0.6mg的水银。

实验结果如表1所示

(表1)

从上述表1可知，如果是现有的施加电压3kV以上，则全部灯点灯。在其以下的电压2.2kV、1.6kV下点灯时良好，CO封入量是0.1～5.0Torr的是良好。

接着说明CO到UV电池的封入方法。

(利用加热的CO的封入方法)

密封由石英管构成的放电容器的一端，在该放电容器的内部例如插入钼等棒状金属部件。并且此时，可向放电容器加入例如0.5～1mg左右的水银。

接着，在排气装置下排气为真空(例如5×10^-4Torr)，之后例如封入20Torr的氩气，密封放电容器的另一端。密封放电容器的两端部后，将该放电容器例如在1150℃下在大气中加热20分钟。通过该加热，碳及氧、或碳化合物及/或氧化合物从构成放电容器的石英玻璃渗出到放电空间，在UV电池发光时，它们进行反应，生成一氧化碳。

该一氧化碳的生成量可通过该加热步骤中的加热温度及加热时间的调整来实现。之后在放电容器的外表面安装电极。

(利用乙醇的封入方法)

密封放电容器的一端，在该放电容器的内部例如插入钼等棒状金属部件。并且此时，放电容器中例如可加入0.5～1mg左右的水银。

接着，例如封入5～20μL左右的微量的乙醇，之后在排气装置中排气为真空(例如5×10^-4Torr)，进一步例如封入20Torr氩气，密封放电容器。在排气时，乙醇也排出，残留在放电容器的内壁上。该乙醇在UV电池发光时，通过放电分离，生成C和O₂，它们进行反应，生成CO。

(直接封入CO气体的方法)

密封放电容器的一端，在该放电容器的内部例如插入钼等棒状金属部件。并且此时，可向放电容器加入例如0.5～1mg左右的水银。

接着，在排气装置下排气为真空(例如5×10^-4Torr)，之后例如封入20Torr的氩气和一氧化碳(CO：5％)的混合气体，密封放电容器。

(使金属部件中含有碳的封入方法)

密封放电容器的一端，在该放电容器的内部例如插入钼等棒状金属部件。在该金属部件蒸镀碳。但在金属部件的整个表面涂敷碳等后，具有了绝缘性，无法实现放电辅助功能。因此，使金属部件的外表面的一部分含有碳。并且此时，也可向放电容器加入例如0.5～1mg左右的水银。

接着，在排气装置下排气为真空(例如5×10^-4Torr)，之后例如封入20Torr的氩气，密封放电容器。

在上述构成中，UV电池中存在的H₂O通过放电而分离，变为H₂及O₂，该O₂与蒸镀到金属部件的C反应，生成CO。

如上所述，在本发明中，使高压放电灯及起动辅助光源(UV电池)点灯的供电装置在上述灯点灯起动时，产生起动用高压，之后转换到平常点灯用电压，上述UV电池在上述起动用高压下发光，但在平常点灯用电压下不发光，并且上述UV电池中至少含有起动用稀有气体、及作为发光物质的一氧化碳(CO)，因此CO造成UV电池黑化的问题在实用上不会形成弊端，因此可起到仅利用以下优点的效果：通过该CO增大UV电池的放射光量，可进行放电灯的低压下的起动。

Claims

1.一种放电灯装置，由以下构成：高压放电灯，在放电空间内具有一对主电极；起动辅助光源，仅在该高压放电灯点灯起动时，向该放电空间放射紫外光；以及供电装置，使该高压放电灯及起动辅助光源点灯，其特征在于，

上述供电装置在上述高压放电灯点灯起动时产生起动用高压，之后转换到平常点灯用电压，

上述起动辅助光源在上述起动用高压下发光，但在平常点灯用电压下不发光，

且上述起动辅助光源至少包括起动用稀有气体、及作为发光物质的一氧化碳(CO)。

2.根据权利要求1所述的放电灯装置，其特征在于，上述起动辅助光源中，封入从0.1～5.0Torr选择的一氧化碳(CO)。

3.根据权利要求1所述的放电灯装置，其特征在于，上述起动辅助光源以石英玻璃为容器，通过制造时的加热时间调整一氧化碳(CO)的生成量。

4.根据权利要求1所述的放电灯装置，其特征在于，上述起动辅助光源中含有碳化合物和氧化合物，通过放电获得一氧化碳(CO)的发光。