能量变换装置的利记博彩app

专利名称：能量变换装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具备能够抑制比规定波长长的波长辐射的辐射体的能量变换装置，特别涉及具备变换电能为光能的灯丝的白炽灯。
背景技术：
作为照明光源、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(thermal radiation)放出电磁波的辐射源，而热辐射是通过加在物体的原子或分子上的热产生辐射(电磁波的辐射)。热辐射能量由物体的温度决定，具有连续的光谱分布。下面，为简单起见称热辐射体为辐射体或灯丝。
白炽灯在彩色再现性上性能优越，可通过简单的使用器具点亮，由于利用了灯丝的发热形成的辐射，所以可见光区的辐射少到全部的10％左右(例如动作温度为2600K时)，更具体的，红外线辐射的能量密度相对于辐射的全部能量密度的比例占到70％左右，是起支配作用的，另外由白炽灯内密封的气体引起的热传导、对流等组成的热损失也有20％左右。因此，白炽灯的可见光辐射效率低到15lm/W左右，于是研究通过抑制占有辐射体辐射的电磁波全体的约70％的红外线辐射，来提高可见光辐射的效率。
为了抑制此红外线辐射，谋求照明效率的提高，现已公开了在灯丝表面形成微细的凹凸是有效的这样的报告(例如专利文献1)。图6(a)及(b)表示了专利文献1中所公开的装置。图6所示的装置具有在钨丝的表面上配设边长为0.35μm的正方形形状的、深度为7μm的空腔导波管的构成。通过采用这样的构成，截断比规定波长(例如700nm以上的波长)长的波长的辐射，达到提高照明效率的目的。通过图6的构成，照明效率在从2000K到2100K的动作温度上，可提高到以往的6倍。
专利文献1特开平03-102701号公报(第6页左下栏)。
热平衡状态下的热辐射的光谱，遵循普朗克辐射定律，依赖于温度。
图2表示黑体辐射的温度依赖性的图表。图表的纵轴是黑体的分光辐射亮度BλΔλ[单位W·cm-2str-1](Δλ＝10nm)，横轴是辐射的波长[单位μm]。例如当白炽灯的动作温度为1600K时，通过其灯丝辐射的光的分光亮度分布用图表中的附有[1600K]的曲线表示，由此曲线可知峰值为波长2μm左右，红外线的辐射比率较高。
从图2明显可知，当辐射体的温度从1200K上升到2000K时，可见光区的辐射提高到3位数以上，而红外线区的辐射没怎么变化，由此可知要想得到效率良好的可见光辐射，最佳方式是将动作温度设定在2000K以上，特别在利用辐射体作为照明光源的情况下，如果动作温度比2000K低，则红色变强，不理想。因此辐射体由耐2000K以上的高温动作的钨丝等的高熔点材料形成。
本发明者在钨丝的表面形成微细的凹凸结构(以下称为空腔)的阵列，进行了各种各样的实验，其结果是在形成每个尺寸为1μm以下的微细的空腔阵列的钨丝上，尽管钨丝的熔点3650K，但在1200K左右的温度时、观察到了短时间内空腔阵列会损坏的这一趣味深刻的现象。
如前所述，白炽灯的灯丝必需在2000K以上的高温下动作，另外要求白炽灯的寿命要长，为了抑制红外线区的辐射，在将空腔阵列的结构微细化到超微尺寸时、如果表面结构消失，不能将那样的辐射体应用到白炽灯、或其他高温下动作的白炽灯中。

发明内容
本发明正是鉴于上述情况而产生的，其主要目的在于提供一种延长表面内径在5μm以下的具有空腔结构的辐射体寿命、在高温下可长时间稳定动作的白炽灯。
本发明的白炽灯具备容器和配置在上述容器的内部、在表面的至少一部分的区域内排列的多个空腔的灯丝，在上述灯丝的上述区域具有包含钨和碳的层，在上述容器的内部密封有具有碳原子的分子的气体。
在优选方式中，具有上述碳原子的分子的气体，含有碳氢化合物。
在优选方式中，上述碳氢化合物一般表示为CnHm(n、m为整数)。
在优选方式中，有m＝2n+2的关系成立。
在优选方式中，n为1以上3以下的整数。
在优选方式中，包含上述钨和碳的层是包含碳化钨的层。
在优选方式中，上述空腔具有抑制比规定波长长的波长辐射的功能。
在优选方式中，上述空腔具有圆筒形状，上述圆筒形状的直径在5μm以下。
本发明的能量变换装置具备容器和配置在上述容器的内部、在表面的至少一部分的区域内排列的多个空腔的辐射体，在上述辐射体的上述区域具有包含钨和碳的层，在上述容器的内部密封具有碳原子的分子的气体。
本发明的发电装置具备上述能量变换装置和变换由上述能量变换装置辐射的辐射为电能的元件。
发明效果通过本发明，通过包含碳的气体的作用，可抑制包含碳和钨的层的蒸发，从而能够抑制空腔结构的崩溃与消失，由此实现将热能效率很高地变化为可见光进行辐射的长寿命的白炽灯。


图1是本发明的实施方式1的白炽灯的主视图。
图2是表示黑体辐射的分光辐射亮度的图表。
图3(a)是表示在本发明中使用的辐射体表面的俯视图，(b)是其局部的放大图，(c)是(b)的I-I’线处截面图。
图4(a)及(b)是比较例加热前后的表面SEM照片，(c)及(d)是关于本实施方式的辐射体301的加热前后的表面SEM照片。
图5是表示钨和碳化钨的红外线区的辐射率的测定结果的图表。
图6(a)是具备表面形成空腔阵列的辐射体的以往装置的俯视图，(b)是其截面图。
图7(a)、(b)及(c)分别是关于加热前的灯丝、真空中加热的灯丝、及在添加CH4气体(1％重量)的气体保护气中加热的灯丝的SEM照片。上段为表示样本的截面全体的截面SEM照片，中段为放大样本表面附近的截面的截面SEM照片，下段为样本表面的SEM照片。
图8是表示本发明组成的白炽灯的第2实施方式的立体图。
附图文字说明101—玻璃灯泡、102—灯丝(辐射体)、103—密封部、104，105—金属箔、106，107—外部引线、108，109—芯棒、110—密封气体、120，310—空腔、301—辐射体。
具体实施例方式
本发明者进行了各种实验后确认如果在辐射体表面形成包含碳和钨的层(典型的是由碳化钨组成的钨化合物层)，则空腔阵列的热稳定性提高，表面的微细结构即使在高温下也不会被破坏，而能够被保持(未公开国际申请(PCT/JP2005/001130))。因此，如果将此种辐射体用于白炽灯，则有望实现白炽灯的长寿命。
然而，当本发明者进行更进一步的实验时，在通常惰性气体的气体保护气中，由于碳化钨的蒸发在钨以上进行，所以可知被期待的白炽灯的长寿命化是不能实现的。
本发明者发现通过在惰性气体中添加包含碳的气体，能够抑制存在于辐射体表面的包含钨和碳的层的重量的减少，完成了本发明。
本发明的白炽灯具备在表面的至少一部分区域排列多个空腔(微型空腔)的灯丝(辐射体)和将灯丝与大气隔绝的容器。灯丝的上述区域，具有包含钨和碳的层；容器的内部密封具有碳原子的分子的气体。包含钨和碳的层的典型例是碳化钨(WC)。
在此白炽灯中，如果供给灯丝电能或热能，则辐射体就会将该能量变换为辐射能量。在本发明中，存在于辐射体的表面的多数的微型空腔，可抑制由其尺寸决定的、比所定的波长长的波长的辐射，因此和不存在空腔的情况相比，在规定的波长以下的区域内，能够得到辐射光谱相对较强的效果。
具备这样的辐射体的装置，不仅仅可作为将电能变换为光能的照明电源，还可作为将太阳能的光谱变换为由太阳电池组成的变化效率高的光谱的能量变换装置加以利用。
在本发明中，密封在灯丝容器内的气体(保护气)显示了重要的作用，下面首先说明存在于灯丝表面的碳化钨层抑制微细的空腔的崩溃的事情，其后说明通过将包含碳的气体添加保护气中得到的效果。
<钨化合物层的寿命试验>
图3(a)是概略的表示本发明的白炽灯的实施方式中使用的辐射体301表面的俯视图，在图3(b)中，虚线围绕的矩形部分是放大辐射体301的一部分表面的模式图，图3(c)是图3(b)的I-I’线处截面图。
辐射体整体为宽0.1mm、长10mm、厚0.05mm的带状形状，主要由钨构成，在辐射体301的表面形成具有直径0.7μm、深1.2μm的圆柱形状的空腔310的阵列，由于这些空腔310分别在与辐射面平行的面内，且具有5μm以下(典型的为1μm以下)的尺寸，所以有时也称为微型空腔。
在本实施方式中，这样的空腔310略周期性的排列在辐射体301的表面，其排列的间距(相邻的2个空腔的中心轴间的距离)设定为1.4μm。
这样的空腔310是利用各种微型加工技术形成的，在本实施方式中，通过脉冲激光器的照射制成的。象这样利用脉冲激光器在被处理物的表面形成微型的凹部的方法，例如记载在特开2001-314989号公报等上。在本实施方式中，例如照射具有0.1mJ的脉冲能量的脉冲幅度100飞(femto)秒的激光，进行微细加工，由于这样的激光脉冲的照射形成1个空腔310，所以需进行数十到数千次的重复操作。
该被激光加工的辐射体301装载在X-Y载物台上，通过执行和此X-Y载物台的动作同步的激光照射，能够形成如图3所示的空腔阵列。通过高精度地控制X-Y载物台的动作，能够任意设定阵列的排列图形。空腔310的内径及深度，可通过调节激光脉冲的照射能量密度、电子束光点直径、照射次数等，能够付与任意的大小。
还有，为了同时形成多数的空腔，也可应用半导体制造领域、MEMS中广泛利用的光刻及蚀刻技术。
如图3(c)所示那样，在辐射体301的辐射面上，从表面到深度约1.8μm的区域(表面区域)是含有包含钨和碳的层(碳化钨[WC、W2C])的钨化合物层，以下仅由钨化合物层或称为WC层形成。
在本实施方式中，为了形成上述钨化合物层，对于钨的表面实行渗碳处理，渗碳处理是指碳化金属等的表面的处理，已开发了各种方法，例如等离子渗碳是将炉体、绝热材料作为阳极，被处理物作为阴极，在包含氩、氢和甲烷、丙烷等的甲烷系碳氢化合物的混合保护气体中，在两极间施加高压的直流电压，使其发生辉光放电；通过辉光放电中产生的等离子体中的种种电化学作用，将甲烷、丙烷生成的离子作用于被处理物表面，进行渗碳。和其他的渗碳技术相比，具有被处理物表面活性化、清洗还原的效果。在优选方式中，渗碳处理温度设定在700～2900K(例如1400K)、渗碳处理时间设定为4～48小时(例如8小时)，通过调节渗碳处理的条件，能够控制形成钨化合物层的厚度。
形成上述钨化合物层的方法，并不限定为渗碳处理，也可通过碳离子的注入、固相扩散，在钨中导入碳等的化合物的构成元素来实施。通过渗碳处理形成的层的厚度为1.8μm左右。
以下说明实施了渗碳处理的辐射体的空腔310的崩溃抑制效果。
准备表面实施了渗碳处理的辐射体301和表面未实施渗碳处理的辐射体(比较例)，在约10-4Pa的真空中、2000K下加热10分钟，其结果如图4(a)及(b)所示。图4(a)及(b)分别是比较例加热前的表面SEM照片及加热后的表面SEM照片，图4(c)及(d)分别是关于本实施方式的辐射体301的加热前的表面SEM照片及加热后的表面SEM照片，图4(c)及(d)所示的辐射体的表面由上述的钨化合物层形成。
由图4可知，关于本实施方式的辐射体的空腔结构在加热测试后完全没有变化，但在比较例的辐射体中，其空腔结构崩溃，达到了不能认识出其痕迹的状态，由此可以确认在钨辐射体表面形成包含碳的层，可以提高空腔阵列的热稳定性，使表面微细结构即使在高温下也不损坏、被保持。
在上述例子中，利用了厚度约2μm的钨化合物层，但为了提高空腔的热稳定性，大致认为具有数十nm以上厚度的钨化合物层是非常充分的。
<钨化合物层的寿命试验>
下面针对由碳化钨组成的钨化合物层的寿命进行的试验结果进行说明。在本试验中，分别在减压氩气中及大气压氩气中测定碳化钨(WC成分)及钨(W成分)样本的加热前后的重量变化，确认有无蒸发。
在本试验中，为了测定有无蒸发，如图3所示的空腔310不设计在样本的表面，使用圆盘状的样本，样本的尺寸为直径20mm、厚度4mm；加热条件为2023K(1750℃)、100小时，其结果如表1所示。
(I)减压条件的情况

保护气Ar压力10-4Pa加热条件1750℃、100小时(II)大气压条件的情况

保护气Ar
压力大气压加热条件1750℃、100小时在表1中分别表示了针对W成分及WC成分，在加热前后各5次测量的重量[g]、重量的平均值及加热前后的平均值差。表1的(I)表示了炉内充满压力10-4Pa的Ar气时的测定结果，表1的(II)表示了炉内充满大气压的Ar气时的测定结果，表1中将对于平均值的平均值差的比率也用重量ppm表示。
表1的(I)、(II)可知，W成分的重量仅在减压Ar气体中减少，而在大气压下的Ar气体中没有变化，另一方面，WC成分的重量不依赖于保护气的压力而减少。重量的减少可认为是由于样本表面层的至少一部分蒸发而产生的，也就是说WC成分的表面物质由于在保护气Ar中的加热而蒸发，因此可以说即使在灯丝表面形成WC层，由于WC层的蒸发，也可能造成空腔结构的崩溃。
<碳化钨层的蒸发抑制机构>
在本试验中，和上述试验相同使用未形成空腔的WC成分及W成分作为样本，各样本的尺寸和上述试验相同，直径20mm、厚度4mm。将这些样本在添加包含碳的气体的惰性气体中加热，测定加热前后的重量变化，加热条件为2023K、50小时。
保护气体由体积比率99％的Ar气体和1％的甲烷(CH4)构成，全体的压力设定为大气压。
表2表示针对W成分及WC成分，在加热前后各5次测量的重量[g]、重量的平均值及加热前后的平均值差。表2中将对于平均值的平均值差的比率也用重量ppm表示。
[表2](III)在保护气体中混入CH4的情况

保护气CH41％+Ar99％压力大气压加热条件1750℃、50小时由表2可知通过加热，不仅W成分的重量增加，WC成分的重量也增加了；重量增加的原因被推断为由于保护气中存在的碳的作用，使样本的表面产生了渗碳的结果。
从本试验结果可知仅仅在保护气中添加CH4这样的甲烷系碳氢化合物气体，能够抑制高温下加热的WC成分的蒸发，此效果也可从空腔表面形成了碳化钨层得到，也就是说通过在辐射体的保护气中添加包含甲烷系碳氢化合物等的碳的气体，能够从辐射体的表面抑制WC或C的蒸发，长时间地抑制空腔的崩溃。
还有，在本实施方式中使用了甲烷作为包含碳的气体，但如果使用丙烷等的用一般式CnH2n+2表达的烷系碳氢化合物(n为整数)，甚至使用用一般式CnHm表达的碳氢化合物(n、m为整数)，都可得到同样的效果。
<空腔阵列结构>
下面，参照图7，针对表面形成空腔阵列的样本，说明所进行的试验的结果。
图7(a)、(b)及(c)分别是关于加热前的灯丝、真空中加热的灯丝、及在添加CH4气体(1％体积)的气体保护气中加热的灯丝的SEM照片。上部的照片表示样本的截面全体，中部的照片表示了放大样本表面附近的截面，下部的照片是样本表面的SEM照片。上部及中部的样本用树脂覆盖周围。
加热前的灯丝的表面，通过渗碳处理形成了厚度3μm左右的碳化钨层，各空腔是直径0.7μm、深度0.7μm的圆柱形状的孔，排列间距(相邻的2个空腔的中心间隔)为1.4μm。
加热处理任何情况下都在2023K下进行24小时。如图7(b)所示，在减压(10-4Pa)的加热处理后，碳化钨层蒸发，空腔阵列也消失。存在碳化钨层的部分，相当于树脂层和钨之间的部分，形成了空隙。
另一方面，如图7(c)所示，在添加了CH4气体的保护气中加热处理后，碳化钨层没有蒸发，反而其厚度增加，空腔阵列也没有消失。碳化钨层变厚的理由认为是从保护气中向灯丝表面供给了碳，产生了钨的碳化(和渗碳处理同样的现象)。
从上述试验明确了通过在保护气体中添加包含碳的气体，即使在超过约2000K的高温下空腔阵列也不会消失，能够长时间地维持表面的微细结构。
<由本发明组成的灯的实施方式>
下面，参照图1说明由本发明组成的白炽灯的实施方式。图1是表示本实施方式的构成例的图。
此白炽灯的结构具备发出辐射光的灯丝(辐射体)102，将灯丝102与大气隔绝的透光性的玻璃灯泡101，支撑连接灯丝102的电极的芯棒108、109，通过电极108、109电气的连接灯丝，从而将电源的电能供给灯丝102。
在灯泡101的内部，为抑制灯丝的蒸发，密封由惰性气体和甲烷系碳氢化合物组成的气体。
通过图示的白炽灯，由于灯丝102的空腔结构具有热稳定性，所以即使在2000K的动作温度下能够长时间持续显示红外线的辐射很少的分光分布的辐射。
一边参照图1，一边更加详细地说明此白炽灯的构成。
玻璃灯泡101的端部设计密封部103，在密封部103的内部封装由钼组成的金属箔104、105，芯棒108、109连接金属箔104、105的一端，芯棒108、109的一部分被封装在密封部103中。芯棒108、109位于玻璃灯泡101的内部的部分连接灯丝102的两端部，支撑灯丝102；灯丝102位于玻璃灯泡101内部的中心轴上；芯棒108、109最好由钨、钼等的高熔点金属形成。
在金属箔104、105的另一端部分别连接由钼组成的外部引线106、107的一端，外部引线106、107的另一端引导到玻璃灯泡101的外部。
灯丝102由幅度0.5mm、厚度0.05mm的带状物形成线圈，此线圈的尺寸，长为4.13mm、幅度为1.44mm。
在灯丝102的外表面上，形成能够抑制比规定的波长长的波长辐射的空腔结构，此结构由直径0.4μm、间距(空腔的中心轴间的距离)0.8μm、深度1.0μm的圆柱形状的空腔120的阵列组成，空腔120通过飞秒激光形成。
通过设定空腔120的直径为0.4μm，能够截断约为其直径2倍的波长的0.8μm以上的波长区的辐射，空腔120的深度最佳方式为具有比内径大的尺寸。空腔120没必要在灯丝102全部表面都形成，只形成在灯丝102表面的至少一部分即可。
空腔120的形状并不限定为圆柱形，也可以是具有想要抑制辐射的波长一半的长度为边长的四棱柱形状，还有也可以是具有想要抑制辐射的波长的一半的长度的幅度的槽。也就是说，只要是能够抑制规定的波长以上的辐射的构造，其形状是任意的。
在想要提高可见光的发光效率的情况下，最好设定截止波长为780nm，即通过设定很短的截止波长，截断可见光的长波长区的一部分，即使灯的色度是带青色的也没有关系。
在灯丝102的表层形成包含钨和碳的层(钨化合物层)，此层通过上述的渗碳处理形成，钨化合物的厚度为1.8μm左右。如果考虑空腔120的崩溃，当空腔的直径为5μm以下时，特别在1μm以下时是显著的，钨化合物层的效果会被显著地发挥。
玻璃灯泡101的内部，密封由惰性气体和甲烷系碳氢化合物组成的气体，在本实施方式中，在常温0.1Mpa的压力下密封加有体积比率1％甲烷的氩气，所谓的常温是指放置白炽灯环境的室温。
在本实施方式中，密封了作为甲烷系碳氢化合物的体积比率为1％的甲烷，也可以密封更多的甲烷。在白炽灯的动作中，由于存在于玻璃灯泡101内部的杂质气体和氧的结合会消耗碳，所以有可能使对碳化钨蒸发起抑制效果的碳缺乏。因此，为保证长寿命，也可增加包含碳的气体的添加量。
还有，在本实施方式中，作为包含碳的气体使用了甲烷，但此包含碳的气体并不限定为甲烷，也可以是丙烷等的其他的甲烷系碳氢化合物。还有，甲烷、丙烷会和助燃性气体反应，所以最佳方式是甲烷小于5％，丙烷小于2％。
大家熟知作为同时密封包含碳的气体和惰性气体的以往的电灯，是使用卤化碳氢化合物气体的卤素灯，在这样的卤素灯中，会生成卤素浸蚀钨灯丝的表面，此种现象称为卤素攻击，促进灯丝表面的蒸发，引起灯丝断线的问题。例如，在专利第2910203号说明书中说过此类问题，因此，以往有过将包含碳的气体密封电灯内部的情形，但却不知道象甲烷系碳氢化合物这样的气体能够抑制碳化钨的蒸发。
在本发明中作为包含碳的气体，也可添加卤化物，但对于卤化物的密封气体的体积比率达到全部的0.5％以上不理想，当包含碳的气体为卤化物时，最佳方式是调节对于卤化物的密封气体的体积比率，使其不满全体的0.5％。
还有，加入包含碳的气体，为了各种目的，也可以加入添加了其他元素的密封气体。
使用由碳化钨形成的辐射体制造白炽灯的技术，在本申请人的未公开的国际申请中提到过，以下说明在其优先日前没有将碳化钨可作为灯丝使用的技术公告的理由。
第1理由在于碳化钨与钨相比，红外线区的辐射率高，如果红外线区的辐射率高，则可见光的发光效率会下降，所以没被作为追求可见光发光效率的电灯采用；第2理由在于与钨的熔点(约3650K)相比，碳化钨的熔点约3175K，低了数百K左右。
图5是表示测定钨和碳化钨的红外线区的辐射率的结果的一例的图表，横轴为波长，纵轴为辐射率。由图5可知在红外线区的辐射，碳化钨(WC)比钨(W)强。例如，与波长在2.5μm的钨的辐射率为20％相对，同一波长的碳化钨的辐射率为70％，其结果是占有碳化钨辐射全体的可见光的比率变低。因此，由碳化钨制作灯丝时，与钨灯丝相比，可见光区的发光效率显著地下降，最终不能作为电灯使用。
根据白炽灯的开发史，在发明白炽灯初期的时候，使用了蒸发速度大且红外线辐射率高的碳灯丝的电灯(爱迪生的碳灯)，然而在后来，碳灯丝被置换为具有金属中最高熔点的钨灯丝。从这样的历史经纬中，存在了不使用比钨的熔点低的碳化钨的技术常识，因此，作为电灯的灯丝，一直认为不应该使用辐射效率差且比钨熔点低的碳化钨。
与此相对，本发明的辐射体大胆使用了在可见光区辐射效率相对低的碳化钨，由于表面具备微细的空腔结构，所以能够充分地抑制红外线辐射，使碳化钨原本表示的很高的辐射率充分地抑制到低水平上。另外，为了提高辐射效率，与使用钨灯丝的场合相比，也可使动作温度变低。由此可知，以往不使用的碳化钨变成了最适合电灯用的灯丝。
特别的，在本发明中作为密封气体同时使用了惰性气体和甲烷系碳氢化合物，所以能够抑制灯丝表面的碳化钨层的蒸发，设计在灯丝上面的空腔也不会崩溃，实现了耐于长时间使用的电灯。
(实施方式2)以下说明作为本发明组成的能量变换装置的实施方式的热电变换装置(发电装置)。
图8模式的表示了本实施方式中的热电变换装置的构成。图示的装置具备从外部吸收太阳光(电磁波)等的能量，辐射特定波长的电磁波的辐射体40，将辐射体40与从大气中隔绝的容器46，接收此辐射体40辐射的电磁波、变化为电能的变换器(例如光电电池)44。在图8的例子中，在辐射体40和变换器44之间附加地配置了阻断不需要的波长区的滤波器42。在容器46的内部密封体积比率1％的甲烷(CH4)和99％的Ar气体，全部的气体介质压力为1个大气压。
辐射体40主要具有由钨形成的本体部分，其表面形成了提高特定波长区域的辐射效率的空腔阵列，在辐射体40的表面、形成空腔的部分，和实施方式1相同，形成包含钨和碳的层(碳化钨层)。这样的辐射体40，通过在其表面形成的微细结构，可选择地辐射特定波成的电磁波，此特定波长被选择在变换器44能够效率很高地吸收电磁波的波长区域内。
通过集光太阳热等的方法照射辐射体40，供给辐射体40能量，从被高温(例如2000K以上)加热的辐射体40上辐射特定波长区域的电磁波。通过滤波器42接收了这样的电磁波辐射的变换器44，能够效率很高地将其变换为电能。
通常的太阳光含有很多变换器44形成的变换效率很低的波长区的电磁波，通过使用本发明的辐射体40(及滤波器42)，能够供给变换器44变换效率很高的波长区的电磁波，所以能够提高光-热-电变换系统的全部效率。这样的热电变换装置，通过光以外的能量，通过加热辐射体40也能生成电能，所以能够在光-热-电变换系统以外的发电装置中利用。
还有，利用具有这样波长选择性的辐射体的热电发电系统，已在特开2003-332607号公报等中公开，但此特开2003-332607号公报仅仅公开了使用钨材料的辐射体，完全没说过微细结构通过加热易崩溃、蒸发的事情。
通过本实施方式，在辐射体40表面的空腔的热稳定性通过包含钨和碳的层和保护气体中的碳而提高，能够长时间地、很高地维持发电系统的可靠性的同时，使辐射体40在更高温下的动作成为可能，也能够灵活地适应发电系统的高输出化，其结果是本实施方式的装置作为利用太阳光的发电系统，能够对地球的环境保护贡献非凡。
(产业上利用的可能性)本发明的白炽灯具备含有长时间在高温下不会崩溃的空腔的辐射体，所以能够提供高效地寿命很长的照明装置，作为一般的照明非常有用。另外，也能应用于要求高效电灯等的店铺使用等。
权利要求
1.一种白炽灯，具备容器；和灯丝，其配置在上述容器的内部，在表面的至少一部分的区域排列了多个空腔，在上述灯丝中的上述区域具有包含钨和碳的层，在上述容器的内部密封有气体，该气体包含具有碳原子的分子。
2.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，包含具有上述碳原子的分子的气体包含碳氢化合物。
3.根据权利要求2所述的白炽灯，其特征在于，上述碳氢化合物可用一般式CnHm表示，其中n、m为整数。
4.根据权利要求3所述的白炽灯，其特征在于，m＝2n+2的关系成立。
5.根据权利要求4所述的白炽灯，其特征在于，n为1以上3以下的整数。
6.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，包含上述钨和碳的层是包含碳化钨的层。
7.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，上述空腔具有抑制比规定的波长长的波长的辐射的功能。
8.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，上述空腔具有圆筒形状，上述圆筒形状的直径在5微米以下。
9.一种能量变换装置，具备容器；和辐射体，其配置在上述容器的内部，在表面的至少一部分的区域排列了多个空腔，在上述辐射体中的上述区域具有包含钨和碳的层，在上述容器的内部密封有气体，该气体包含具有碳原子的分子。
10.一种发电装置，具备权利要求9所述的能量变换装置和将自上述能量变换装置辐射出的辐射变换为电能的元件。
全文摘要
本发明的白炽灯，在表面的至少一部分区域排列能够抑制比规定波长长的波长的辐射的多个空腔(120)的辐射体(灯丝102)，将灯(102)与大气隔绝的玻璃灯泡(101)。在灯丝(102)的上述区域，具有包含钨和碳的层(碳化钨)，在玻璃灯泡(101)的内部密封含有碳的气体及惰性气体。
文档编号H01K1/50GK1842891SQ20058000101
公开日2006年10月4日 申请日期2005年8月5日 优先权日2004年10月14日
发明者木本光彦, 大久保和明, 堀内诚, 金子由利子, 坂上美香 申请人:松下电器产业株式会社