CN103972040B

CN103972040B - 准分子灯

Info

Publication number: CN103972040B
Application number: CN201410039247.4A
Authority: CN
Inventors: 朝山淳哉; 谷野贤二; 田川幸治
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2034-01-27
Also published as: JP5888256B2; CN103972040A; JP2014154274A

Abstract

一种准分子灯，通过在放电容器的内部诱发准分子放电来放射紫外线，能够抑制臭氧的产生并放射对杀菌有用的紫外光，发挥优于以往的起动特性。准分子灯具有：长尺寸的放电容器；端头部，从该放电容器的一个端部凸出而形成；以及密封部，形成于该放电容器的另一个端部，将在放电容器的内部配置的内部电极和在放电容器的外部配置的外部电极作为一对电极，准分子发光气体被封入在放电容器内，其特征在于，在放电容器的内壁设置有使紫外线发光的荧光体，内部电极沿着放电容器的管轴方向延伸，内部电极的一端被导入端头部内，另一端被埋设在密封部中，外部电极从放电容器一直延伸设置到端头部。

Description

准分子灯

技术领域

本发明涉及在放电容器的内部诱发准分子放电来放射紫外线的准分子灯，尤其涉及在放电容器的外壁面配置有外部电极、在放电容器的内部配置有内部电极的准分子灯。

背景技术

如果将食品长期存放于冰箱等中，食品有可能腐蚀并产生气体，在冰箱内产生细菌的繁殖、异臭、以及对其它食品的不良影响。因此，作为对在冰箱内繁殖的细菌进行杀菌的手段往往采用紫外线灯。

过去该紫外线灯大多采用低压水银灯，但是水银灯在低温环境下发光效率低，也导致光量变差。因此，准分子灯作为替代光源受到关注。

准分子灯作为主要放射波长200nm以下的真空紫外光的光源，被用于多种用途中。例如，作为液晶显示面板的玻璃基板的光学清洗，公知有具备放射真空紫外光的准分子灯的紫外线照射装置（专利文献1）。

如图5所示，在上述紫外线照射装置9设置有长尺寸的准分子灯90。准分子灯90具有在内部形成放电空间的大致直管状的放电容器91，在放电容器91内，内部电极912在放电容器内沿着其管轴延伸配置。并且，在放电容器91的外部，网眼状的外部电极911被设于放电容器91的外周面上。并且，在放电容器91形成有排气管残留部92（下面成为端头部）。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2005－302551号公报

波长200nm以下的真空紫外光将导致在大气中产生臭氧。因此，在使用准分子灯作为冰箱内的杀菌用光源时，需要抑制臭氧的产生并放射对杀菌有用的紫外光。并且，在上述用途中，在推进电源装置的小型化和节能化，对于冰箱内的杀菌用光源也期望能够以更低的起动电压点亮的灯。

发明内容

本发明想要解决的课题是提供一种灯构造，能够抑制臭氧的产生并放射对杀菌有用的紫外光，而且发挥优于以往的起动特性。

本发明的第一方式的准分子灯具有：长尺寸的放电容器；端头部，从该放电容器的一个端部凸出而形成；以及密封部，形成于该放电容器的另一个端部，将在所述放电容器的内部配置的内部电极和在所述放电容器的外部配置的外部电极作为一对电极，准分子发光气体被封入在所述放电容器内，其特征在于，在所述放电容器的内壁设置有使紫外线发光的荧光体，所述内部电极沿着所述放电容器的管轴方向延伸，所述内部电极的一端被导入所述端头部内，另一端被埋设在所述密封部中，所述外部电极从所述放电容器一直延伸设置到所述端头部。

上述发明也可以具有这样的特征，即所述外部电极是在所述端头部的壁面上稠密地卷绕金属裸线而形成的。

上述发明也可以具有这样的特征，即从所述内部电极的一端形成具有比所述内部电极的截面狭小的截面形状的凸起部，所述凸起部被配置在所述端头部的内部。

根据本发明的方式的准分子灯，在放电容器的内壁设置有发出紫外线的荧光体，通过准分子放电而产生的波长200nm以下的真空紫外光被荧光体吸收，并放射对杀菌有用的紫外光。即，通过荧光体对真空紫外光的波长进行转换，能够在不产生臭氧的情况下放射出对杀菌有用的紫外光，实现冰箱内的杀菌。

另外，在放电容器的一个端部形成有端头部。内部电极的一端被导入端头部内。并且，外部电极从放电容器一直延伸设置到端头部。因此，在端头部，内部电极与外部电极的间隔距离非常狭小，并且在端头部，电极间的起动电压下降。因此，能够在端头部内以比过去低的电压产生初期放电，能够提高灯的起动特性。并且，内部电极的一端容易集中电场，在端头部内容易进行初期放电，灯的起动特性进一步提高。

另外，所述外部电极是在所述端头部的壁面上稠密地卷绕金属裸线而形成的，由此能够进一步提高灯的起动特性。

另外，在所述内部电极的一端形成具有比所述内部电极的截面狭小的截面形状的凸起部，所述凸起部被配置在所述端头部的内部，由此在所述凸起部电场集中进一步增大，灯的起动特性进一步提高。

附图说明

图1（a）是表示本发明的实施方式的外观图，（b）是本发明的实施方式的长边方向的剖视图。

图2是表示本发明的外部电极的实施方式的示意图。

图3是表示本发明的内部电极的实施方式的示意图。

图4是本发明的固定器部的外观图。

图5是表示过去的紫外线照射装置的概要的剖视图。

具体实施方式

本发明的准分子灯的实施方式如图1所示。图1所示的准分子灯具有长尺寸的放电容器1，在其内部封入有准分子发光气体。放电容器的部件能够使用各种透光性玻璃部件。优选使用真空紫外光的吸收率高的部件。例如，能够使用钠钙玻璃、无臭氧石英玻璃、熔融石英玻璃等，根据荧光体的发光波长适当选定部件。根据上述结构，能够适当地将通过准分子放电而产生的真空紫外光遮光，使在灯的周围不产生臭氧。并且，在放电容器1内设置有沿着长边方向延伸的内部电极12。如图1（b）所示，内部电极12能够作为将其主要部分卷绕成螺旋状而形成的线圈电极。并且，在放电容器1的外部设置有外部电极11。外部电极例如能够利用具有导电性的多条金属细线形成。更优选的是，能够将多条金属细线交叉成网眼而形成为网状。根据上述结构，内部电极12和外部电极11成为一对电极，在电极间诱发准分子放电。

稀有气体作为准分子发光气体被封入在放电容器1的内部。例如，可以封入氙气（Xe）、氪气（Kr）、氩气（Ar）、氖气（Ne）中任意一种稀有气体，或者也可以适当组合这些多种气体。

在放电容器1的内壁设置有荧光体13。该荧光体13吸收通过上述准分子发光气体而放射的波长200nm以下的真空紫外光，并发出更长的波长区域的紫外光。因此，从放电容器放射出比真空紫外光长的波长区域的紫外光，不会在大气中产生臭氧。关于在本发明中适用的荧光体13，例如可以举出YPO₄：Nd、LiYP₄O₁₂：Pr、LaPO₄：Pr、LaPO₄：Pr、YAl₃B₄O₁₂：Pr、YAl₃B₄O₁₂：Bi、LaPO₄：Ce、LaMgAl₁₁O₁₉：Ce等。

并且，通过选定荧光体，能够根据用途使放射出杀菌效果良好的紫外光。例如，LaPO₄：Pr的荧光体发出对大肠菌和黄色葡萄球菌等的杀菌效果良好的波峰波长230nm～250nm的光。能够根据作为对象的细菌适当选择荧光体，实现更加优选的实施方式。

在放电容器1的一个端部设置有端头部2，在另一个端部设置有密封部3。端头部2是在灯的制造过程中用于将放电容器1内的气体排出的排气路径的残留部。尤其是在放电容器1内设置荧光体13的情况下，不纯气体容易被带入内部，因而在灯制造过程中进行排气处理的必要性增大，端头部2作为排气残留部而形成于放电容器1。端头部2例如作为排气路径在放电容器1的端部设置细管，通过该细管进行排气，在排气后将细管的开口端部去除而形成于放电容器1的端部。另外，上述端头部2也可以通过直接将放电容器1的端部去除来形成，而不在放电容器1的端部设置细管。在这种情况下，虽然形状多少与图1所示的端头部2不同，但都是从放电容器1的端部凸出的形状，且外径小于放电容器1，放电容器1与端头部2的内部空间连通。

作为更优选的方式，端头部2被配置在放电容器1的管轴的延长线上。这是为了在灯的构造上使容易在放电容器1的中央附近配置内部电极12。在放电容器1的另一个端部形成有密封部3。密封机构没有特别限定，例如图1是埋设金属箔31并进行气密密封的所谓箔密封的构造。在密封部3内，金属箔31与内部电极12电连接。

内部电极12的一端一直延伸到端头部2内，并被导入到端头部2的内部。并且，外部电极11设于放电容器1的外表面上，并且一直延伸到端头部2的壁面。即，内部电极12和外部电极11分别从放电容器1沿着端头部2设置。端头部2由于外径小于放电容器1，因而在端头部2中内部电极12与外部电极11的间隔距离非常狭小。因此，内部电极12与外部电极11之间的起动电压减小，在端头部2中以比较低的电压产生初期放电。在端头部2的内部产生的初期放电成为灯点亮的触发，在灯整体区域中诱发准分子放电。根据以上动作，灯的起动特性提高。另外，内部电极12的一端与端头部2的内壁抵接，但没有被封入到端头部2的壁内。

另外，内部电极12的一端容易集中电场。如果电场集中在内部电极12的一端，则其周围的电位壁垒被拉下来，电子容易释放到放电空间内。即，在内部电极12的一端的周围容易产生放电。如图1（b）所示，在本发明的实施方式中，内部电极12的一端被导入端头部2的内部，因而在端头部2的内部容易产生初期放电。根据以上的结构，灯的起动特性提高。

关于本发明的外部电极11有几种实施方式。例如，能够将图2（a）～（c）所示的外部电极11的结构分别适用于图1所示的实施方式。

在图2（a）所示的实施方式中，外部电极11a、11b沿着放电容器1的总长设置，并一直延伸设置到端头部2的壁面。优选的是，外部电极11b与端头部2的壁面抵接。外部电极11a、11b是利用具有导电性的多条金属细线形成的，各条金属细线交叉成网眼状。根据这种结构，从荧光体3放射的杀菌用的光从外部电极11a、11b的网眼的间隙朝向灯的外侧释放。并且，在端头部2中，内部电极12a的一端12b与外部电极11b的间隔距离非常狭小，因而能够以比较低的电压产生初期放电，相比过去能够提高灯的起动特性。

在图2（b）中，在端头部2的外壁面上设置的外部电极11b是密集其各条裸线而形成的。优选的是，外部电极11b与端头部2的壁面抵接、而且没有间隙地密集形成。通过使外部电极11b没有间隙地密集于端头部2的外壁面上，能够在端头部2内以比过去低的电压产生初期放电，能够进一步提高灯的起动特性。并且，端头部2也可以是来自荧光体3的光完全被外部电极11b遮光的方式。另外，也可以是这样的方式，在图2（a）的结构基础上准备分体的金属细线，将所述分体的金属细线从外部电极11b的上方卷绕在端头部2上。

图2（c）是以覆盖放电容器1的一个端部的方式设置外部电极11b的实施方式。并且，与上述相同地也可以构成为，在图2（c）的结构基础上准备分体的金属细线，将该金属细线从端头部2及其周围的外部电极11b的上方稠密地卷绕。根据上述结构，在端头部2中，内部电极的一端12b与外部电极11b的间隔距离狭小，因而相比过去能够提高灯的起动特性。

另外，如图2（d）所示，即使是端头部2的外径逐渐收缩的形状，也能够形成覆盖放电容器1的端部的外部电极11b。与上述相同地，在端头部2中，内部电极12a与外部电极11b的间隔距离狭小，因而相比过去能够提高灯的起动特性。

关于本发明的内部电极12有几种实施方式。例如，能够将图3所示的内部电极的结构适用于图1及图2所示的各实施方式。

图3是描述了内部电极的一端12b的图。此处所讲的一端是指内部电极12的端部，是被导入端头部2内的部位。从所述内部电极的一端12b形成具有比所述内部电极12b的截面狭小的截面形状的凸起部12c。这种结构使在凸起部12c产生更大的电场集中，使灯的起动特性良好。

图3（a）是通过倾斜地切割内部电极的一端12b，在一端形成锐角的凸起部12c的图。另外，图3（b）是通过将内部电极的一端12b压扁成为平坦状态，在内部电极的一端12b形成平坦形状的凸起部12c的图。

在内部电极12的一部分能够设置用于在放电容器1内保持电极的固定器部14。固定器部14是通过一体地形成与放电容器1的内壁面抵接的环形状的抵接部14a、和保持内部电极12的保持部14b而得到的部位。因此，更优选能够将内部电极12固定在放电容器的预定位置。

下面，说明表示本发明的作用效果的实验例。

[实验例]

首先，按照下面的条件制作了具有图2（a）的结构的准分子灯（实施例1）。

放电容器（1）：总长200mm、外径φ10mm

端头部（2）：外径φ6mm

外部电极（11）：金属裸线直径0.2mm

内部电极（12）：电极的外径2mm

荧光体（13）：LaPO₄：Pr

封入气体：Xe13kPa

然后，制作了外部电极具有图2（b）的结构、除此以外是与实施例1相同的结构的准分子灯（实施例2）。实施例2在端头部的外表面中密集设置构成外部电极的裸线。

另外，作为比较用，制作了在端头部的外表面没有设置外部电极的准分子灯（比较例1）。放电容器、端头部、内部电极的结构与实施例1相同，但是外部电极仅设置在放电容器的外壁面上。

对于所制作的实施例1、实施例2、比较例1，分别通过能够在1kV以上使用的高压正弦波逆变器来提高输入电压，测定点亮时的电压作为起动电压。另外，下面的表1是利用与比较例1的相对值示出测定结果的表。

【表1】

	起动电压（%）
		比较例1	100
实施例1	68
		实施例2	65

在将比较例1的起动电压设为100%的情况下，实施例1的起动电压下降到68%，实施例2的起动电压下降到65%。即，通过将准分子灯的外部电极一直延伸设置到端头部，能够将灯的起动电压降低到70%以下，准分子灯的起动特性提高。

如以上记述的那样，本发明的准分子灯在放电容器1的端部设置凸起形状的端头部2，内部电极12的末端部12b一直延伸到端头部2的内壁，外部电极11不仅设于放电容器中，而且一直延伸设置到端头部2的外表面上。并且，能够大幅缩小内部电极12与外部电极11的间隔距离，使在端头部2产生初期放电，能够大幅提高灯的起动特性。

Claims

1.一种准分子灯，具有：长尺寸的放电容器；端头部，从该放电容器的一个端部凸出而形成；以及密封部，形成于该放电容器的另一个端部，将在所述放电容器的内部配置的内部电极和在所述放电容器的外部配置的外部电极作为一对电极，准分子发光气体被封入在所述放电容器内，所述准分子灯的特征在于，

在所述放电容器的内壁设置有放射紫外线的荧光体，

所述内部电极沿着所述放电容器的管轴方向延伸，所述内部电极的一端被导入所述端头部内，所述一端没有被埋设到所述端头部的壁内，另一端被埋设在所述密封部中，

所述外部电极从所述放电容器一直延伸设置到所述端头部。

2.根据权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，

所述外部电极是在所述端头部的壁面上稠密地卷绕金属裸线而形成的。

3.根据权利要求1或2所述的准分子灯，其特征在于，

从所述内部电极的一端形成具有比所述内部电极的截面狭小的截面形状的凸起部，

所述凸起部被配置在所述端头部的内部。