CN1229851C - 介质阻挡层放电灯装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能可靠地防止冷却流体泄漏，并能可靠地冷却介质阻挡层放电灯的介质阻挡层放电灯装置。在具有通过同轴地配置外侧管(3)和内侧管(2)形成的中空圆筒状的放电空间(P)的介质阻挡层放电灯(1)，和在由内侧管(2)形成的空间中流动着冷却流体的介质阻挡层放电灯装置中，其特征在于上述内侧管(2)有向放电空间(4)外伸出的圆筒状延长管部(2A)，该延长管部2A的端部(2A1)的外周面紧密接触地保持在与流动着冷却流体的导管(11)连接的连接机构(8)上。

Description

介质阻挡层放电灯装置
技术领域
本发明涉及介质阻挡层放电灯装置。
背景技术
近年来，通过对由金属、玻璃及其它材料构成的被处理体，进行波长在200nm以下的真空紫外线的照射，借助该真空紫外线及由其生成的臭氧的作用，对被处理体进行处理的技术正在被实用化。例如，有除去在被处理体的表面上附着的有机污染物质的洗净处理技术和在被处理体的表面上形成氧化膜的氧化膜形成技术。
作为用以进行这样的处理的灯，以往使用的是发射作为汞的谐振线的波长为185nm的真空紫外线的低压汞灯。而最近使用的是介质阻挡层放电灯。该灯是在由电介质构成的放电容器内充填受激准分子发光用的气体，通过在该放电容器内产生介质阻挡层放电(也叫“臭氧发生器放电”或“无声放电”。参看电气学会发行改定新版“放电手册”平成1年6月再版第7次印刷发行第263页)，发射受激准分子光。
该介质阻挡层放电灯披露在例如US 4 945 290(特开平1-144560号公报)中。其中公开了在由至少一部分是电介质的石英玻璃构成的中空圆筒状的放电空间中充填受激发光用气体的介质阻挡层放电灯。
这样的介质阻挡层放电灯存在使对灯的输入功率(相对于发光面积的输入功率)上升时灯的发光效率下降的问题。其原因是，一旦输入功率上升，灯内的气体温度也上升，结果，使发光效率下降。
进而还有，随着这样的气体温度的上升，石英玻璃的透射率也减少的问题。例如波长172nm的透射率在25℃时约85％，与其不同，在100℃时约83％，在300℃时约73％。
而且，由于随着灯温度的上升，石英玻璃的绝缘破坏电压下降，所以还存在灯本身破坏和漏泄的可能性。
根据需要，为使光输出上升，大都要求提高输入功率，从这种意义上来看，也有必要冷却气体温度，即灯本身温度。
图3是现有的备有冷却机构的介质阻挡层放电灯装置的说明图。
放电灯1构成同轴地配置了内侧管2和外侧管3的双重管结构，在内侧管2和外侧管3之间形成中空圆筒状的放电空间4。内侧管2和外侧管3至少一部分由电介质构成。例如，内侧管2和外侧管3由可透射波长172nm的光的石英玻璃构成。
大致圆筒状的电极5与内侧管2的内表面紧密接触地配置。该内侧电极5是将二个使铝板弯曲制成的半圆筒组合起来形成的。
在外侧管3的外表面配置使光透过的外侧电极6。该外侧电极6用网状电极构成，以使其能透过紫外线。
内侧电极5和外侧电极6与图中未示出的交流电源连接。
在放电空间4中封入稀有气体或稀有气体与卤素的混合气体作为放电用气体。
在介质阻挡层放电灯的轴向的端部1A、1B上配置着有贯通孔7A的环状垫圈7，使之与该端部1A、1B相接触。贯通孔7A的直径与由内侧管2形成的内部空间P的直径大致相同。
连接机构8，在其内部有上述的垫圈7，通过使该连接机构8转动，将垫圈7推压到介质阻挡层放电灯1的端部1A、1B，使垫圈7与端部1A、1B紧密接触。
而且，连接机构8的内部形成与垫圈7的贯通孔7A连通的贯通孔8A。
连接机构8是以形环10为中介保持在罩9上。该罩9的内部形成与贯通孔8A连通的冷却流体用的流通孔9A。
也就是说，由内侧管2形成的内部空间P成为与垫圈7的贯通孔7A、连接机构8的贯通孔8A和罩9的流通孔9A连通的结构。如图3中箭头所示，从罩9的一个流通孔9A送出的冷却流体通过贯通孔8A和贯通孔7A，流入由内侧管2形成的内部空间P，从内侧管2冷却介质阻挡层放电灯1。
然而，介质阻挡层放电灯1，为了形成放电空间4，有在端部将内侧管2和外侧管3熔接的结构。因此，在与垫圈7相对的端部1A、1B上产生了凹凸，使该部分的平滑度降低。即，将垫圈7推压到端部1A、1B使与其紧密接触时，一旦推压力变弱，则在垫圈7与端部1A、1B之间就会有间隙，有冷却流体从该间隙泄漏的危险。而冷却流体一旦泄漏，就存在不能冷却介质阻挡层放电灯1的问题。
从介质阻挡层放电灯1照射真空紫外线，由于该真空紫外线直接照射到垫圈7上，所以存在因真空紫外线而使垫圈7劣化的问题。
一旦垫圈7劣化，在垫圈7与端部1A、1B之间就产生间隙，存在冷却流体从该间隙泄漏的危险。冷却流体一旦泄漏，就存在不能冷却介质阻挡层放电灯1的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能可靠地防止用于冷却介质阻挡层放电灯的冷却流体泄漏，因而能可靠地冷却介质阻挡层放电灯的介质阻挡层放电灯装置。
为解决上述课题，一种介质阻挡层放电灯装置，在具有通过同轴地配置外形为圆筒状的在外面配置了外侧电极的外侧管和在内面配置了内侧电极的内侧管形成的中空圆筒状的放电空间的介质阻挡层放电灯，和在由介质阻挡层放电灯的内侧管形成的空间中流动着用于冷却介质阻挡层放电灯的冷却流体的结构的介质阻挡层放电灯装置中，其特征在于：上述内侧管有向放电空间外部伸出的圆筒状的延长管部，该延长管部的端部外周面紧密接触地保持在与流动着冷却流体的导管连接的连接机构上；形成与上述连接机构最近的上述介质阻挡层放电灯的放电空间的端部离该连接机构的最短距离(mm)除以上述介质阻挡层放电灯的输入功率(W)所得的值为0.2mm/W以上。
附图说明
图1是本发明的介质阻挡层放电灯装置的说明图。
图2是本发明的介质阻挡层放电灯装置中的连接机构的放大说明图。
图3是现有的介质阻挡层放电灯装置的说明图。
具体实施方式
图1是本发明的介质阻挡层放电灯装置的说明图。介质阻挡层放电灯1是同轴地配置由透过波长172nm的光的作为电介质的石英玻璃构成的内侧管2和外侧管3，构成双重管结构。通过将内侧管2和外侧管3的端部熔接，形成中空圆筒状放电空间4。
举出下述数值实例，由内侧管2形成的内部空间P的直径为12～15mm，内侧管2的厚度为1mm，外侧管3的外径是24～27mm，外侧管3的厚度是1mm。
而且，放电空间4的纵向长度是260mm，在该放电空间4内封入3K～5Kpa的氙作为稀有气体。
内侧管2的一部分从由内侧管2和外侧管3形成的放电空间4向外部伸出，形成圆筒状的延长管部2A。即，延长管部2A的中空空部2P与内部空间P连通。
延长管部2A虽由内侧管2的一部分形成，而内侧管2也可以用另外的物体熔接形成，使在介质阻挡层放电灯1的轴向的端部1A或1B有与内部空间P连通的中空空间。
大致圆筒状的电极与配置在内侧管2的内表面。该内侧电极5例如是将2个使厚度0.5mm的铝板弯曲制成的半圆筒组合而成。在外侧管3的外表面配置使光透过的外侧电极6。该外侧电极6由网状电极构成，使其透过紫外线。
内侧电极5与外侧电极6与图中未示出的交流电源连接。
与流动着冷却流体的导管11连接的连接机构8安装在延长管部2A的端部2A1上，具体地说，通过连接机构8使端部2A1的外周面保持紧密接触。
在图1中省略了安装在另一延长管部2A上的连接机构8。
这里所说的导管11图中虽未示出，但它是收容介质阻挡层放电灯1的罩的部分突出出来的管，或者是在罩内设置的冷却流体用的流入管或流出管。
图2是用以说明延长管部2A与连接机构8的关系的局部放大剖面图。
连接机构8是由不锈钢制的主体81、由氟树脂构成的O形环82、铁镍合金制的金属环83和不锈钢制的盖形螺母84构成。用该连接机构8连接流过冷却流体的导管11和延长管部2A。
延长管2A与连接机构8的连接方法，是予先将盖形螺母84嵌插在延长管部2A上，然后将金属环83嵌插在延长管部2A上，使其位于盖形螺母84的前方。进而嵌入O形环82，使其位于金属环83的前方并与延长管部2A的外周面全面积接触，然后，将在一个端部连接着导管11的主体81嵌入延长管部2A的端部2A1。在此状态下，通过将盖形螺母84压紧到主体81上并使其转动，使盖形螺母84的螺纹槽与主体81的螺纹槽螺合。而且，O形环82变形，在主体81与金属固定环83之间紧密接触，气密性地保持延长管部2A的端部2A1外周面。
也就是说，由于是用连接机构8紧密接触地保持与内部空间P连通的延长管部2A的平滑度高的外周面的结构，能可靠地防止用以冷却介质阻挡层放电灯的冷却流体的泄漏，从而能可靠地冷却介质阻挡层放电灯1。
氟树脂制的O形环82被不锈钢制盖形螺母84、铁镍制的金属固定环83和不锈钢制的主体81包围。因此不对该O形环直接照射真空紫外线，能防止因真空紫外线引起的O形环82的劣化。所以能长时间地防止用以冷却介质阻挡层放电灯1的冷却流体的泄漏。
进而如图1所示，连接机构8配置在延长管部2A的端部，与最靠近连接机构8的端部1A相隔用L所示的10mm空间。
似这样，连接机构8与距连接机构8最近的形成放电空间4的端部1A隔开间隔配置的理由如下。
(1)构成连接机构8的盖形螺母84和主体81是金属部件，一旦使连接机构8接近放电空间4时，在外侧电极6与盖形螺母84或主体81之间引起放电，介质阻挡层放电灯1不能点灯或难以获得所期望的灯特性。
(2)延长管部2A由内侧管2的一部分构成时，延长管部2A由石英玻璃构成。该石英玻璃有透过真空紫外线的性质，在放电空间4中产生的真空紫外线在与端部1A有关的延长管部2A的部件内部传播。一部分真空紫外线照射在与延长管部2A的端部2A1的外周面紧密接触的O形环82上，使O形环82劣化。
(3)由于构成连接机构8的盖形螺母84、主体81和金属环83机械嵌合，所以有时在各部件间有一些间隙。而且真空紫外线通过该间隙回射，使一些真空紫外线照射到O形环82上，引起O形环劣化。
根据上述理由，连接机构8与距连接机构8最近的形成介质阻挡层放电灯1的放电空间4的端部1A隔开一定的间隔配置。
具体地说，形成放电空间4的端部1A与连接机构8的最短距离与介质阻挡层放电灯的输入功率的关系需要在0.2mm/w以上。
0.2mm/w以下时，形成放电空间4的端部1A与连接机构8变得过于接近，发生上述问题的危险性增加。
如上所述，按照本发明的介质阻挡层放电灯装置，通过同轴地配置外形大致为圆筒状的外侧管和内侧管形成的具有中空圆筒形的放电空间的介质阻挡层放电灯的内侧管向放电空间外伸出，成为延长管部，由于该延长管部的端部外周面紧密接触地保持在与流动着冷却流体的导管连接的连接机构上，所以能可靠地防止用以冷却介质阻挡层放电灯的冷却流体的泄漏，从而能可靠地冷却介质阻挡层放电灯。

Claims (1)

1.一种介质阻挡层放电灯装置，在具有通过同轴地配置外形为圆筒状的在外面配置了外侧电极的外侧管和在内面配置了内侧电极的内侧管形成的中空圆筒状的放电空间的介质阻挡层放电灯，和在由介质阻挡层放电灯的内侧管形成的空间中流动着用于冷却介质阻挡层放电灯的冷却流体的结构的介质阻挡层放电灯装置中，其特征在于：
上述内侧管有向放电空间外部伸出的圆筒状的延长管部，该延长管部的端部外周面紧密接触地保持在与流动着冷却流体的导管连接的连接机构上；
形成与上述连接机构最近的上述介质阻挡层放电灯的放电空间的端部离该连接机构的最短距离(mm)除以上述介质阻挡层放电灯的输入功率(W)所得的值为0.2mm/W以上。
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