放電燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及曝光裝置等中利用的放電燈，特別是涉及在電極內(nèi)部封入有傳熱體的電極。
【背景技術(shù)】
[0002]在放電燈中，伴隨著高輸出化，已知有一種電極，該電極在形成于電極內(nèi)部的密閉空間中封入了具有冷卻功能的金屬(參照專利文獻(xiàn)I)。其中，由銀等熱傳導(dǎo)率高且熔點(diǎn)較低的金屬構(gòu)成的傳熱體被密封在陽(yáng)極內(nèi)部。在電極溫度因燈點(diǎn)亮而上升時(shí)，傳熱體熔融而被液化。由此，在密閉空間中產(chǎn)生熱對(duì)流，電極前端部的熱向相反側(cè)的電極支承棒方向被輸送。
[0003]若燈點(diǎn)亮?xí)r傳熱體進(jìn)行對(duì)流，則在電極內(nèi)部的密閉空間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的溫差，從而有可能產(chǎn)生高溫蠕變變形。為了防止該情況，以經(jīng)過(guò)密閉空間的中心、即電極軸的方式配置沿著徑向橫截的板狀的限制體，來(lái)防止傳熱體沿著周向轉(zhuǎn)動(dòng)(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 - 006246號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012 - 028168號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]設(shè)置了橫截密閉空間的限制體時(shí)，將會(huì)阻礙想要在經(jīng)過(guò)電極軸的中心部處上升的傳熱體的流動(dòng)。這會(huì)使向電極前端側(cè)的熱輸送能力降低，并無(wú)法抑制電極前端溫度上升所導(dǎo)致的電極前端部的消耗。
[0010]因而，需要在不阻礙傳熱體的對(duì)流的情況下提高熱輸送能力。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的放電燈具備:放電管；以及配置在放電管內(nèi)的一對(duì)電極，至少一個(gè)電極具有:密閉空間，其封入有燈點(diǎn)亮?xí)r熔融而對(duì)流的傳熱體；以及中空狀的整流體，其在密閉空間內(nèi)沿著電極軸配置，且具有密閉空間底面?zhèn)乳_(kāi)口部和密閉空間上表面?zhèn)乳_(kāi)口部。由此，在密閉空間底面?zhèn)乳_(kāi)口部與密閉空間上表面?zhèn)乳_(kāi)口部之間形成傳熱體的流路。而且，整流體被配置成使電極軸經(jīng)過(guò)流路。整流體例如具備管體，并被配置在形成于陽(yáng)極內(nèi)的密閉空間。其中，管體的截面包含圓形、多邊形中的任意形狀。
[0013]燈點(diǎn)亮?xí)r，在密閉空間底面附近中央部受熱的傳熱體經(jīng)過(guò)流路內(nèi)而上升。而且，通過(guò)熱對(duì)流，密閉空間上表面附近的傳熱體的大部分向設(shè)置在密閉空間內(nèi)側(cè)側(cè)面與整流體的外表面之間的空間/間隙移動(dòng)，并沿著電極軸下降。通過(guò)形成這樣的流動(dòng)，抑制沿著徑向的流動(dòng)的發(fā)生來(lái)促進(jìn)熱對(duì)流。
[0014]作為促進(jìn)沿著電極軸的傳熱體的上升流的結(jié)構(gòu)，例如能夠使整流體的密閉空間底面?zhèn)乳_(kāi)口部和密閉空間上表面?zhèn)乳_(kāi)口部分別朝向密閉空間的底面和上表面。另外，為了充分地遮擋來(lái)自密閉空間徑向的流動(dòng)，還能夠?qū)⒄黧w配置在中央部。例如，構(gòu)成如下這樣的整流體:整流體的密閉空間底面?zhèn)乳_(kāi)口部位于比密閉空間的沿著電極軸的中心靠底面?zhèn)鹊奈恢?，整流體的密閉空間上表面?zhèn)乳_(kāi)口部位于比密閉空間的沿著電極軸的中心靠上表面?zhèn)鹊奈恢谩?br>[0015]包含電極前端部在內(nèi)的截面形狀關(guān)于電極軸是對(duì)稱的，密閉空間也可以同軸地配置。若考慮到傳熱體在電極前端部附近受熱最多的情況，則還能夠?qū)⒄黧w相對(duì)于密閉空間同軸地配置。這里“同軸地”是指密閉空間的軸經(jīng)過(guò)與整流體的軸向垂直的截面的重心或其附近的狀態(tài)。
[0016]考慮到防止熱對(duì)流發(fā)生局部紊亂的情況，優(yōu)選的是，使形成流路的內(nèi)部空間區(qū)域及其外側(cè)的空間區(qū)域關(guān)于垂直于電極軸的截面是對(duì)稱的，且優(yōu)選使整流體的外表面與密閉空間的側(cè)面之間的沿著徑向的距離在整個(gè)周向上是相等的。例如，能夠設(shè)為圓筒狀的內(nèi)部空間，且對(duì)截面為圓形的整流體進(jìn)行同軸配置。
[0017]另外，還能夠?qū)⒄黧w配置在關(guān)于電極軸是對(duì)稱的位置處，使得熱對(duì)流順暢。例如，通過(guò)將整流體配置成使整流體的沿著電極軸向的中心位置到達(dá)內(nèi)部空間的電極軸向的中心位置，能夠使密閉空間底面?zhèn)乳_(kāi)口部與密閉空間的底面之間的沿著電極軸向的距離等于密閉空間上表面?zhèn)乳_(kāi)口部與密閉空間的上表面之間的沿著電極軸向的距離。
[0018]考慮到整流體的沿著經(jīng)向的配置位置影響到熱對(duì)流的停滯發(fā)生的情況，只要將整流體配置成滿足下式即可。
[0019]0.33 ^ Ll/a ^ 0.84
[0020]其中，LI表示從電極軸到整流體的距離，a表示密閉容器內(nèi)側(cè)的半徑。通過(guò)滿足這樣的條件，高效地產(chǎn)生熱對(duì)流。特別是，通過(guò)配置成滿足以下的條件式，更進(jìn)一步發(fā)揮熱輸送效果。
[0021]0.66 ^ Ll/a ^ 0.74
[0022]另一方面，在考慮到整流體的沿著電極軸向的位置的情況下，能夠?qū)⒄黧w配置成滿足下式。
[0023]0.50 ( L2/b ( 0.84
[0024]其中，L2表示整流體的長(zhǎng)度，b表示密閉容器的軸向的長(zhǎng)度。由此，發(fā)揮熱輸送效果O
[0025]考慮到使上升的傳熱體順暢地下降時(shí)，能夠使整流體在密閉空間上表面附近具有沿著密閉空間側(cè)面的周向形成的流出口。另外，考慮到使正在上升的傳熱體的熱向電極側(cè)面轉(zhuǎn)移，還能夠?qū)φ黧w沿著電極軸形成縫隙。
[0026]優(yōu)選的是，傳熱體在燈熄滅后，以整流體的內(nèi)側(cè)區(qū)域的電極軸向高度比整流體的外側(cè)區(qū)域低的狀態(tài)而凝固。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得封入有提高了熱輸送能力的傳熱體的電極。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是示意性地示出了第I實(shí)施方式的放電燈的俯視圖。
[0030]圖2是陽(yáng)極的概要剖視圖。
[0031]圖3是整流體的立體圖。
[0032]圖4是示出了傳熱體的對(duì)流的圖。
[0033]圖5是傳熱體處于凝固的狀態(tài)下的陽(yáng)極的概要剖視圖。
[0034]圖6是第2實(shí)施方式中的整流體的立體圖。
[0035]圖7是第3實(shí)施方式中的整流體的立體圖。
[0036]圖8是第4實(shí)施方式中的整流體的立體圖。
[0037]圖9是示出了與Ll/a對(duì)應(yīng)的電極前端溫度及最大流速的變化的圖表。
[0038]圖10是示出了與L2/b對(duì)應(yīng)的電極前端溫度及最大流速的變化的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0040]圖1是示意性地示出了第I實(shí)施方式的放電燈的俯視圖。
[0041]短弧型放電燈10是能夠在形成圖案的曝光裝置(未圖示)的光源等中使用的放電燈，具備透明的石英玻璃制的放電管(發(fā)光管)12。在放電管12中，陰極20和陽(yáng)極30隔開(kāi)規(guī)定間隔而相對(duì)配置。
[0042]在放電管12的兩側(cè)，石英玻璃制的密封管13A、13B以相對(duì)的方式與放電管12 —體設(shè)置，密封管13A、13B的兩端被燈頭19A、19B封閉。
[0043]放電燈10以陽(yáng)極30處于上側(cè)、陰極20處于下側(cè)的方式沿著鉛直方向配置。在密封管13A、13B的內(nèi)部，配設(shè)有支承金屬性的陰極20、陽(yáng)極30的導(dǎo)電性的電極支承棒17A、17B，電極支承棒17A、17B經(jīng)由金屬環(huán)(未圖示)、鉬等金屬箔16A、16B分別與導(dǎo)電性的引線棒15AU5B連接。
[0044]密封管13A、13B熔敷于設(shè)置在密封管13A、13B內(nèi)的玻璃管(未圖示)，由此，封入有水銀及稀有氣體的放電空間DS被密封。
[0045]引線棒15A、15B與外部的電源部(未圖示)連接，經(jīng)由引線棒15A、15B、金屬箔16AU6B以及電極支承棒17A、17B在陰極20、陽(yáng)極30之間施加電壓。當(dāng)向放電燈10提供電力時(shí)，在電極之間產(chǎn)生電弧放電，放射水銀的亮線(紫外光)。
[0046]圖2是陽(yáng)極的概要的剖視圖。圖3是整流體的立體圖。
[0047]如圖2所示，陽(yáng)極30由圓筒狀主體部34和具有電極前端面30S的圓錐臺(tái)狀前端部32構(gòu)成。主體部34是接合了安裝有電極支承棒17B的密閉蓋60的構(gòu)造，除了密閉蓋60以外的主體部和前端部由同一金屬材料成型而成。
[0048]在主體部34的內(nèi)部中央，相對(duì)于電極軸E同軸地形成有圓柱狀的