能量转换装置和光源制造方法及图纸

本发明专利技术的能量转换装置备有：将能量转换成电磁波并辐射的灯丝（１１）和抑制从灯丝（１１）辐射的电磁波之中比规定的波长长的波长的电磁波（例如红外线）的一部分辐射的辐射抑制部。该辐射抑制部具备多根细丝（１２ａ）的束（１２），各细丝（１２ａ）的长轴方向与抑制辐射的电磁波的传送方向匹配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将能量转换成电磁波辐射的能量转换装置和具备该能量转换装置的光源。
技术介绍
在人造光源中，成为达到高发光效率的障碍是将能量转换成可见光时会牺牲可见光、大量辐射出人的眼睛感觉不到的波长长的红外线。作为照明光源而广泛普及的白炽灯具有作为热辐射体(thermalradiator)功能的灯丝，热辐射体是通过热辐射放出电磁波的辐射源，热辐射(thermal radiation)是通过加热物体的原子或者分子而产生的辐射(电磁波辐射)。热辐射能由物体的温度决定，具有连续的光谱分布。以下，为了简单，将热辐射体称为“辐射体”。白炽灯具有不要稳定器、小型而轻量、并且在人造光源中显色性最高的特征。因此，白炽灯是世界上利用最多的照明光源。以往，为了提高白炽灯的辐射效率，尝试找到能够提高辐射体的工作温度、在红外线区域的辐射量小的辐射体。由历史所见，作为其结果，辐射体由碳丝白炽灯转换成现在的钨丝。通过使用由钨丝构成的辐射体，与由其它材料构成的辐射体相比，可以实现高温下的工作，藉此，可以降低红外线区域的辐射量的比率。但是，即使通过这样的努力，在利用钨丝的现在的白炽灯中，可见波长区域的辐射也不超过全体的10％左右。除此以外的辐射中，主要为红外辐射占70％。另外，因封入气体的热传导或因对流的热损失是20％，发光效率是15lm/W左右。该发光效率属于人造光源中最低的水平。自1930年被制造以来，白炽灯的上述性能始终不能得到飞跃的改善。另一方面，专利文献1等公开了划时代地抑制来自辐射体的红外辐射、飞跃地提高灯的发光效率的技术。根据该技术，通过在辐射体的表面形成具有作为波导管功能的微细空腔(微空腔)的阵列，可以抑制规定波长以上的辐射(例如红外辐射)，选择地只辐射规定波长的电磁线。根据专利文献1的记述，例如以约150nm的间隔形成宽约350nm、深约7μm左右的空腔，就可以抑制比波长约700nm长的波长的红外辐射。另外，根据专利文献1，由2000K至2100K的工作温度的发光效率可以提高到以往的6倍。专利文献1特开平03-102701号公报但是，专利文献1中所述的微空腔，其底面的一边是毫微米级的孔，在灯丝的表面上难以形成这样小的微空腔阵列。另外，即使在例如由钨这样的高熔点材料形成的灯丝的表面上可以形成内直径1μm以下的微细的微空腔的阵列，这些微空腔在工作中也会崩溃。根据本专利技术人的实验，该崩溃在比钨的熔点(3650K)低的1200K下数分钟之内发生。对于在这样低的温度下发生的微空腔的崩溃在专利文献1中没有记载，但是在具有微空腔的灯丝实用化时却成为大的障碍。
技术实现思路
鉴于这点，本专利技术的目的在于，提供一种实用上以充分的水平可以延长抑制具有规定波长以上的波长的电磁波辐射的辐射抑制部的寿命的能量转换装置和具备该转换装置的光源。本专利技术的能量转换装置，具备辐射体，其将能量转换成电磁波并辐射；和辐射抑制部，其抑制从上述辐射体辐射的电磁波之中比规定的波长长的波长的电磁波的一部分辐射；上述辐射抑制部具备多根细丝的束，各细丝的长轴方向与抑制辐射的电磁波的传送方向相匹配。在优选的实施方式中，上述辐射体和上述辐射抑制部的间隔在1μm以下。在优选的实施方式中，上述能量是热能。在优选的实施方式中，各细丝与邻接的细丝接触，在上述细丝之间形成的间隙作为微空腔而发挥功能。在优选的实施方式中，上述辐射体接收焦耳热作为上述能量。在优选的实施方式中，上述细丝由熔点比2000K更高的高熔点材料形成。在优选的实施方式中，上述高熔点材料，由钨、钼、铼、钽或者它们的合金形成。在优选的实施方式中，各细丝是多晶体，其晶粒沿长轴方向取向的。在优选的实施方式中，上述辐射体由钨或者钨的合金形成。本专利技术的光源，具备上述任一种的能量转换装置；容器，其将上述能量转换装置与大气隔断，至少一部分具有透光性；和将电能供给上述能量转换装置中所包括的上述辐射体的端子；上述辐射抑制部抑制红外线辐射。在优选的实施方式中，上述细丝的横截面的外形实质上是圆，上述圆的直径是400nm以上、2.5μm以下。根据本专利技术的能量转换装置的制造方法，包括准备将能量转换成电磁波并辐射的辐射体的工序；准备辐射抑制部的工序，上述辐射抑制部抑制从上述辐射体辐射的电磁波中的比规定的波长长的波长的电磁波的一部分的辐射；和使上述辐射抑制部接近并配置在上述辐射体上的工序；其中准备上述辐射抑制部的工序包括准备多根细丝的工序；和以相邻的细丝相互接触方式束起上述多根细丝的工序。在优选的实施方式中，准备上述辐射抑制部的工序，包括切断上述束起的多根细丝的工序。根据本专利技术，抑制从辐射体辐射的电磁波中的具有规定的波长以上的波长的电磁波的辐射的辐射抑制部，由细丝的束形成。形成这样的细丝的束的各个间隙是微细的，具有作为取决于各尺寸的具有截止波长的微空腔的功能。另外，虽然间隙微细，但细丝在热时也是稳定的，即使在高温下，也显示长的寿命。因此，根据本专利技术的能量转换装置，即使在高温下，也可以长时间稳定地工作，可以效率良好地将能量转换成规定波长区域的电磁波的辐射，因而可以节能，对地球环境保护作出大的贡献。附图说明图1(a)是形成微空腔的阵列的以往的钨丝的俯视图，(b)是其剖面图，(c)是表示微空腔崩溃后的钨丝的剖面图。图2(a)是表示具备本专利技术的能量转换装置的辐射抑制装置的一例的部分扩大的立体图，(b)是表示金属细丝123中的晶粒的方向的模式图。图3是本专利技术的实施方式1中的白炽灯L1的概略图。图4是实施方式1中的发光部10的立体图。图5是模式地表示实施方式1中的间隙13的截面图。图6(a)和(b)是表示实施方式1中的发光部10的制造方法的工序图，(c)是细丝的束的横截面图。图7是表示实施方式1中的细丝的变形例的图。图8是实施方式2中的发光部20的模式图。图9(a)～(d)是表示实施方式2中的发光部20的另一种制造方法的工序图，(e)是细丝的束的横截面图。图10(a)～(c)是表示实施方式2中的发光部20的制造方法的工序图，(d)是细丝的束的横截面图。图11是实施方式3中的发光部30的立体图。图12是实施方式4中的发光部40的立体图。图13(a)～(c)是表示实施方式4中的发光部40的制造方法的工序图，(d)是细丝的束的横截面图。图14是实施方式5中的白炽灯12的立体图。图中10、20、30、40-发光部(能量转换装置)，11、21、41-灯丝(电磁波辐射部)，12、22、32、42-细丝的束(辐射抑制部)，12a、12a’-细丝，13-相邻的细丝的间隙，16-设在细丝中的贯通孔，L1、L2-白炽灯泡，110-灯丝，112-微空腔，120-金属细丝的束，123-金属细丝。具体实施例方式首先，参照图1(a)～(c)，同时由以下说明在用于以往的白炽灯的钨丝的表面上形成具有可见光波长程度大小的空腔阵列的情况下、在远比钨的熔点低的工作温度下空腔崩溃的理由。图1(a)是在表面形成微空腔的阵列的以往的钨丝的俯视图，图1(b)是其剖面图。在图1(a)和(b)所示的钨丝110的表面上形成有微空腔112的阵列。各微空腔112的内径例如是750nm，其深度例如是7μm。可以认为，这样的微空腔崩溃的主要机理是起因于钨原子的移动(migration)。即，实际的钨的点阵结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量转换装置，其中，具备：辐射体，其将能量转换成电磁波并辐射；和辐射抑制部，其抑制从上述辐射体辐射的电磁波之中比规定的波长长的波长的电磁波的一部分辐射；上述辐射抑制部具备多根细丝的束，各细丝的长轴方向与抑制辐射的电磁波的传送方向匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-3-30 100899/20041.一种能量转换装置，其中，具备辐射体，其将能量转换成电磁波并辐射；和辐射抑制部，其抑制从上述辐射体辐射的电磁波之中比规定的波长长的波长的电磁波的一部分辐射；上述辐射抑制部具备多根细丝的束，各细丝的长轴方向与抑制辐射的电磁波的传送方向匹配。2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其中，上述辐射体和上述辐射抑制部的间隔在1μm以下。3.根据权利要求1所述的能量转换装置，其中，上述能量是热能。4.根据权利要求1所述的能量转换装置，其中，各细丝与邻接的细丝接触，在上述细丝之间形成的间隙作为微空腔而发挥功能。5.根据权利要求1所述的能量转换装置，其中，上述辐射体，接收焦耳热作为上述能量。6.根据权利要求1所述的能量转换装置，其中，上述细丝由熔点比2000K高的高熔点材料形成。7.根据权利要求5所述的能量转换装置，其中，上述高熔点材料由钨、钼、铼、钽或者它们的合金形成。8.根据权利要求1所述的能量转换装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂上美香，堀内诚，木本光彦，大久保和明，金子由利子，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]