(57)【要約】本発明は、少なくとも電極ヘッド部（７）と電極ベース部（５）とを有する高輝度放電ランプに対する電極に係る。電極ベース部（５）の少なくとも１つの領域は、電極ヘッド部（７）より低い熱伝導率を有し、及び／又は、電極ベース部（５）における熱流を制限するよう設計される少なくとも１つの素子は、電極ヘッド部（７）と電極ベース部（５）との間に配置される。
2008506231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電極ヘッド部と電極ベース部とを有する高輝度放電ランプに対する電極であって、
前記電極ベース部の少なくとも１つの領域が、前記電極ヘッド部より低い熱伝導率を有すること、及び／又は、前記電極ベース部における熱流を制限するよう設計される少なくとも１つの素子が、前記電極ヘッド部と前記電極ベース部との間に配置されること、を特徴とする、
電極。
【請求項２】
前記電極ベース部の少なくとも１つの領域は、そこでの前記熱伝導率が前記電極ヘッド部におけるより低いよう設計上の特性を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載の電極。
【請求項３】
前記電極ベース部の少なくとも１つの領域は、円筒形である、ことを特徴とする、
請求項２記載の電極。
【請求項４】
前記電極ベース部の少なくとも１つの領域は、そこでの前記熱伝導率が前記電極ヘッド部におけるより低いよう物理的特性を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載の電極。
【請求項５】
前記電極ベース部の少なくとも１つの領域は、前記電極ヘッド部より低い輝度を有することを特徴とし、
前記領域は、特には粉末冶金工程を用いて製造される材料を有する、
請求項４記載の電極。
【請求項６】
素子は、前記電極ヘッド部と前記電極ベース部との間に配置され、これらが互いに直接接触しないようにする、ことを特徴とする、
請求項１記載の電極。
【請求項７】
前記素子は、望ましくは巻きワイヤ又は円筒形ボディである冷却素子であり、特には粉末冶金工程を用いて製造される材料を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載の電極。
【請求項８】
前記円筒形の素子は、その外側表面が熱の放散を促進するよう、及び／又は、その内側表面が前記電極ベース部に向かう熱の流れを制限するよう、形成される、ことを特徴とする、
請求項７記載の電極。
【請求項９】
前記ランプの作動中、増加された材料除去を受ける前記電極ベース部の前記領域において又は前記領域上において、断面膨張の形状における追加的な材料リザーバ、及び／又は、追加的に配置される円筒形のボディがある、ことを特徴とする、
請求項１記載の電極。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の少なくとも１つの電極を有する、
高輝度放電ランプ。
【請求項１１】
請求項１０記載の少なくとも１つのランプを有する、
投射系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも電極ヘッド部と電極ベース部とを有する高輝度放電ランプに対する電極に係る。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）及び特にはＵＨＰ（ウルトラ・ハイ・パフォーマンス）ランプは、それらの光学的性質のため投射の目的に対してとりわけ望ましく使用される。本発明の文脈において、ＵＨＰランプ（フィリップス社）という用語は、他の製造者によって作られたＵＨＰ型のランプも包含する。
【０００３】
高輝度放電ランプは通常、２つの電極を有する。これらの電極はしばしば、ランプ管において位置決めされる放電空間において互いに対して対向して配置される。電極は、一端において電極ヘッド部を、他端において電極ベース部を有する。本発明の文脈において、電極ヘッド部及び電極ベース部は、ロッド形の電極等である１つの構成部品において、又は複数の構成部品において配置され得る。電極ベース部は、通常石英又は硬質ガラスを有して作られるランプ管に対して接続される。
【０００４】
高輝度放電ランプの放電空間は、密封され、特には不活性ガスを有して充填される。互いに対して対向して置かれる電極の先端の間では、アーク放電が放電空間において作られ、該アークは、高輝度放電ランプの光源としての役割を果たす。
【０００５】
エネルギは、望ましくはタングステンを有して作られる内部電極を介してもたらされる。電極は通常、モリブデンを介して外部バラストに対して接続される。モリブデンは通常、モリブデンフォイル又はテープ及びモリブデンワイヤとして形成される。気密封鎖は通常、通常は石英であるガラス型材料とモリブデンとの間において少なくとも１つの気密シールによって形成される。該シールは、所謂ピンチシール（ｐｉｎｃｈ  ｓｅａｌ）又はモリブデンフォイルシールとして既知の通り設計され得る。石英ガラス及びモリブデンの熱膨張係数が大変異なるため、シールにおけるモリブデンの収縮は、著しい温度の変動の場合には不可避である。シールの気密封鎖は、特にはモリブデンフォイルであるモリブデン、及びシールの寸法決定（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｎｇ）によって確実なものとされる。
【０００６】
ランプの有効寿命は、ランプの作動中に材料が電極ベース部の領域において動かされる、という事実にとりわけ影響される。これは、特にはそこに広がる約１８００乃至２２００Ｋである作動温度によって引き起こされる。
【０００７】
熱伝導に基づいて、熱もまた、ランプに対して電極を固定する役割を果たすランプ管のシールの領域へと伝達される。特にはシール又は所謂ピンチにおける、この領域の石英材料の所望されない再結晶は、阻止され得ない。
【０００８】
熱のシールへの伝達を低減するよう、所定の最大ランプパワーに対する電極ベース部の寸法を最小限に抑えることは、原理上可能である。しかしながら、この点における１つの制限は、ランプの取扱い及び輸送時にさえ確保されなければならない所望の機械的安定性によって形成される。
【０００９】
他方では、適用の目的に対して最大ランプパワー（ｌａｍｐ  ｐｏｗｅｒ）を増大する際、電極ベース部の寸法における増大も通常は必要であり、この結果、熱伝達に関して所望されない増大がもたらされる。
【００１０】
電極を冷却するよう、通常、タングステンワイヤは、電極の周囲に１回又はそれ以上きつく巻かれる。この解決策の冷却効果は、限られており、全ての適用に対して使用され得るわけではない。
【００１１】
ＥＰ０７５６３１２Ａ２（特許文献１）は、電極の先端を冷却するよう冷却ボディを有する電極を開示する。冷却ボディは、高融点金属の材料を有して作られ、粉末冶金工程を用いて電極に対して固定的に接続される。電極の先端の冷却は、最適化された熱伝導によって達成されると考えられる。
【特許文献１】ＥＰ０７５６３１２Ａ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、電極ベース部及び高輝度放電ランプのシールへの熱の移動を制限する、上述された型の高輝度放電ランプ、及び改善された有効寿命を有する対応する高輝度放電ランプに対する電極を与える、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、請求項１の特性によって達成される。
【００１４】
本発明に対してここで必須であるのは、電極ベース部の少なくとも１つの領域が電極ヘッド部より低い熱伝導率を有すること、及び／又は、電極ベース部において熱流を制限する少なくとも１つの素子が電極ヘッド部と電極ベース部との間に配置されること、である。
【００１５】
本発明に従った解決策に基づいて、ランプの作動温度は、電極ベース部及び高輝度放電ランプのシールにおいて大幅に低減され得る。
【００１６】
更には、電極ベース部の少なくとも１つの領域における本発明に従った低減された熱伝導率に基づいて、単位時間あたりの低減された熱伝達は、ランプ管のシールの領域において行われる。故に、この領域、特にはシールにおける石英材料の所望されない再結晶の危険性は、完全に又は部分的に回避される。
【００１７】
電極ヘッド部及びその先端は、従来の電極材料を有し、特に堅固であるよう設計され、例えば円筒形、円錐形、又は球形であるよう異なって形成され得る。前述されたリストは、本発明の文脈において限定的ではない。
【００１８】
電極ヘッド部及び電極ベース部等の電極の部分は、既知の方法又は既知の方途によって互いに対して固定的に接続される。例えば溶接又はレーザ技術である既知の方法が活用され得る。個別の複数又は全ての部分は、共に製造され得るか、別個に製造され得、互いに対して接続され得る。
【００１９】
望ましいのは、電極ベース部の少なくとも１つの領域がそこでの熱伝導率が電極ヘッド部におけるより低いよう設計上の特性を有する、ことである。既知である円筒形等の熱力学的態様は、ここで考慮されるべきである。冷却リブの配置等である、改善された冷却、特には熱伝達に対する改善された状態に基づいてもたらされる設計上の方策は、本発明の文脈において個別に有利であり得る。
【００２０】
設計上の特性に加え、これは、輝度（ｄｅｎｓｉｔｙ）等であるそれらの物理的特性に関する材料の選択にも関わる。電極の断面にわたる異なる輝度分布はまた、この点において望ましいものであり得る。
【００２１】
例えば、焼結工程等の粉末冶金工程を用いて製造される材料の場合において、気孔率又は粒子寸法は、この点において同様に望ましいものであり得る。
【００２２】
本発明の更なる一実施例に基づき、望ましいのは、素子が電極ヘッド部と電極ベース部との間に配置され、これらが互いに対して直接接触しないようにする、ことである。この実施例に基づき、熱流は、素子を介して行われなければならないため、熱流又は本発明の文脈中の熱伝導率の意図された制限が保証される。
【００２３】
素子は、上述された意味において設計上の特性及び物理的特性のいずれも有し得、そこでの熱伝導率は電極ヘッド部におけるよりも低い。特に該素子は、機械的接続の機能を実行し、必要な機械的安定性が確保されなければならない。しかしながら、該素子は追加的に他の機能を実行し得る。かかる追加的機能の１つは例えば冷却機能であり得、この場合、素子から電極ベース部まで伝達される熱の量は、電極ヘッド部から素子に向かってくる熱の量より大幅に小さい。
【００２４】
望ましくは、素子は、冷却素子であり、特に粉末冶金工程を用いて製造された材料を有する望ましくは巻きワイヤ又は円筒形ボディである。
【００２５】
更に望ましくは、円筒形の素子は、その外側表面が熱放射等によって熱の放散を促進するよう、及び／又は、その内側表面が電極ベース部に向かう熱流を制限するよう、形成される。
【００２６】
追加的に望ましくは、ランプの作動中に増大された材料の除去を受ける（ｓｕｂｊｅｃｔ  ｔｏ  ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｒｅｍｏｖａｌ）電極ベース部の領域において又は該領域上には、断面膨張（ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）の形状における追加的な材料リザーバ（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）又は追加的に配置された円筒形のボディがある。追加的な材料リザーバは、例えば断面膨張の形状等である電極ベース部の一体式の構成部品、又は電極ベース部に対して後に固定される追加的な構成部品であり得る。材料リザーバは、望ましくは、上述された温度状態により材料が除去される危険性があるポイントにおいて配置される。材料リザーバの寸法は、望ましくは、電極全体の所望の有効寿命にとりわけ応じて寸法決めされる。
【００２７】
本発明は更に、請求項１０記載の特性を有する高輝度放電ランプによって、及び請求項１１記載の特性を有する投射系によって、達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、図面において示される実施例を参照して更に説明されるが、制限はされない。
【００２９】
図１は、先行技術より既知である高輝度放電ランプ（ＵＨＰランプ）の放電空間２を有するランプ管１の断面図を概略的に示す。ランプ管１は、一個構成であり、通常は石英ガラスを有して作られ、従来のガスを有して充填される放電空間２を気密に封じる。また該ランプ管は、互いに対して対向して置かれ且つ約１０ｍｍの直径を有する基本的に球形の領域が間にある２つの円筒形のシールの領域９及び１０を有する。電極配置は、基本的には、第１の電極３及び第２の電極４を有し、その対向する電極ヘッド部７，８の間で、アーク放電が放電空間２において作られる。該アークは、高輝度放電ランプの光源としての役割を果たす。電極３，４の他端、即ち電極ベース部５，６は、モリブデンテープ１１，１２を介してモリブデンワイヤ１３，１４に対して接続される。モリブデンワイヤ１３，１４はまた、ランプの電気端子（図１中図示せず）に対して接続され、それを介してランプを作動させるよう所望される供給電圧は、一般的な主電圧に対して設計されたバラストを場合によっては有する電源によって与えられる。
【００３０】
電極３，４は、タングステン材料を主に有し、円筒形であり、約４乃至８ｍｍの長さであり、また、電極ベース部５，６は、約０．３乃至０．７ｍｍの直径を有する。
【００３１】
図２は、本発明に従った電極３の一実施例を図示する。電極ベース部５は、中空の円筒として形成され、その外形は約０．６ｍｍであり、その内径は約０．３ｍｍである。電極ベース部５は、粉末冶金工程を用いて作られたタングステン材料を有するため、電極ベース部５は、電極ヘッド部７より低い輝度を有する。電極ベース部５のかかるタングステン材料は、約０．４乃至３０μｍの粒子寸法を有するタングステン粉末から従来の焼結工程等において製造され得、中空の円筒の形状は、押し出し成形によって達成される。電極ベース部５の一端は、電極ヘッド部７に対して固定的に接続され、該電極ヘッド部は、合成であり、タングステンを有して作られ、円筒形を有する。電極３を冷却するよう、タングステンワイヤ１５は、電極３の周囲に既知の通り複数回きつく巻かれる。
【００３２】
本発明に従った少なくとも１つの電極は、特にはＵＨＰランプである高輝度放電ランプにおいて使用され得、投射の目的に対する装置において使用され得る。
【００３３】
図３は、図２に対する他の一実施例を示す。これは、上述された電極ベース部５及び異なる電極ヘッド部７を再度有する。この電極ヘッド部７は、球形且つ堅固であり、タングステンを有して作られる。
【００３４】
電極ヘッド部７は、例えばＵＳ６，５５２，４９９Ｂ２に従って設計且つ製造され得る。
【００３５】
図４は、本発明に従った電極３の更なる一実施例を示す。電極３は、電極ベース部５及び堅固な電極ヘッド部７を有し、電極ベース部において熱流を制限する少なくとも１つの素子１６は、電極ヘッド部７と電極ベース部５との間に配置される。電極ベース部５及び電極ヘッド部７は、素子１６によって互いに対して固定的に接続され、互いに対して直接接触しない。素子１６は、この場合は冷却素子であり、中空の円筒の形状をし、粉末冶金工程を用いて製造されたタングステン材料を有するため、冷却素子は、電極ヘッド部７より低い輝度を有する。
【００３６】
あるいは、冷却素子は、電極ベース部５及び電極ヘッド部７に対して固定的に接続される巻きワイヤであり得、電極３の必要な機械的安定性を確保する。
【００３７】
電極ベース部５は、堅固又は中空であり得るか、電極ヘッド部７より低い熱伝導率を有する少なくとも１つの領域を有する。
【００３８】
電極ヘッド部７は、円筒形又は球形であり得、望ましくは固体タングステン（ｓｏｌｉｄ  ｔｕｎｇｓｔｅｎ）を有する。
【００３９】
図５は、電極ベース部５の領域において材料リザーバ１７を有する本発明に従った電極３を概略的断面図において示す。
【００４０】
電極３は、図４中に示されるものと同一のようにして基本的には設計されるが、追加的に少なくとも１つの材料リザーバ１７を有する。断面膨張の形状である材料リザーバ１７又は追加的に配置された円筒形のボディ（構成部品）は、ランプの作動中に増大された材料の除去を受ける電極ベース部５の領域において（図５．１）又は該領域上に（図５．２）配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電極配置を有する高輝度放電ランプ（ＵＨＰランプ）のランプ管の概略的断面図である。
【図２】本発明に従った電極の一実施例の概略的断面図である。
【図３】本発明に従った電極の（図２と比較される）他の一実施例の概略的断面図である。
【図４】本発明に従った電極の更なる一実施例の概略的断面図である。
【図５】材料リザーバを有する本発明に従った電極の概略的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５．１】
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【図５．２】
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【国際調査報告】
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