CN209357693U - 阻挡放电灯、紫外线照射单元及紫外线照射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为阻挡放电灯、紫外线照射单元及紫外线照射装置，其抑制由反射膜的磨损或剥离所引起的不良情况。阻挡放电灯包括圆筒状的发光管、内部电极及反射膜。发光管封入气体，使紫外光透过。内部电极配置在发光管内部，螺旋状导体在发光管的长度方向上延伸。反射膜设置在发光管的内表面，使紫外光朝发光管的内部反射。发光管在与反射膜不同的部分上具有限制内部电极的移动的多个凹部。凹部的直径d mm与内部电极的线径D mm具有d≦10D的关系。

Description

阻挡放电灯、紫外线照射单元及紫外线照射装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种阻挡放电灯(barrier discharge lamp)、紫外线照射单元及紫外线照射装置。

背景技术

之前，已知有以基板的清洗或改质为目的来使用的阻挡放电灯。阻挡放电灯利用通过将已被配置在作为电介质的发光管的内部的螺旋状的内部电极与已被配置在发光管的外部的外部电极连接在交流电源上所产生的电介质阻挡放电，放射具有与已被收容在发光管的内部的气体对应的特定的波长的紫外光。已被放射的紫外光由已被设置在发光管的内表面上的反射膜以照射规定的部位的方式反射。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2013-211164号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

在如上所述的阻挡放电灯中，存在例如因内部电极的位置偏离而导致反射膜磨损或剥离，被放射的紫外光的照度下降的情况。

本实用新型欲解决的课题在于提供一种可抑制由反射膜的磨损或剥离所引起的不良情况的阻挡放电灯、紫外线照射单元及紫外线照射装置。

[解决问题的技术手段]

根据一实施方式，本实用新型提供一种阻挡放电灯，其包括：圆筒状的发光管、内部电极、及反射膜。阻挡放电灯在设置在发光管的内部的内部电极与设置在发光管的附近的外部电极之间进行阻挡放电。发光管封入有气体，并使紫外光透过。内部电极配置在发光管的内部，螺旋状的导体在发光管的长度方向上延伸。反射膜设置在发光管的内表面上，使紫外光朝发光管的内部反射。发光管在与反射膜不同的部分上具有限制内部电极的移动的多个凹部。凹部的直径d mm与内部电极的线径D mm具有d≦10D的关系。外部电极设置在与设置有反射膜的内表面对应的发光管的外表面侧。

根据一实施方式，在所述阻挡放电灯，所述凹部的内表面朝所述发光管的内侧突出而抵接在所述内部电极上。

根据一实施方式，在所述阻挡放电灯，所述直径d mm与所述管轴方向的所述内部电极的间距P mm具有d≦P的关系。

根据一实施方式，在所述阻挡放电灯，所述外部电极是铝制或不锈钢制的散热块，其设置在与设置有所述反射膜的所述内表面对应的所述发光管的外表面侧。

根据一实施方式，在所述阻挡放电灯，所述反射膜的所述发光管的圆周方向的角度θ1为180°以上。

根据一实施方式，所述反射膜的发光管的圆周方向的角度θ1为200°～ 250°。

根据一实施方式，所述外部电极的圆周方向的角度θ2为180°～330°的范围。

根据一实施方式，本实用新型还提供一种紫外线照射单元，其包括上述的阻挡放电灯；以及所述外部电极。

根据一实施方式，本实用新型还提供一种紫外线照射装置，其包括上所述的紫外线照射单元；以及收容部，收容所述紫外线照射单元。

根据一实施方式，本实用新型还提供一种阻挡放电灯，其包括：圆筒状的发光管，封入有气体，并使紫外光透过；内部电极，配置在所述发光管的内部，螺旋状的导体在所述发光管的管轴方向上延伸；反射膜，设置在所述发光管的内表面上，使所述紫外光朝所述发光管的内部反射；以及外部电极，设置在与设置有所述反射膜的所述内表面对应的所述发光管的外表面侧；所述发光管在与所述反射膜不同的部分上具有限制所述内部电极的移动的多个凹部。所述凹部的直径d mm与所述内部电极的线径D mm具有d≦10D的关系。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，可抑制由反射膜的磨损或剥离所引起的不良情况。

附图说明

图1是表示实施方式的阻挡放电灯的平面图。

图2是图1的A-A'剖面图。

图3是用于说明与反射膜的圆周方向的角度对应的照射特性的变化的图。

图4A及图4B是用于说明基于凹部的形状的照度特性的不同的图。

图5是表示评估试验的概要的图。

图6是表示无凹部时的评估试验的结果的图。

图7是表示有凹部时的评估试验的结果的图。

图8A及图8B是表示实施方式的具有紫外线照射单元的紫外线照射装置的图。

[符号的说明]

1：阻挡放电灯

2：发光管

2a：发光管2的内表面

2b：发光管2的外表面

3：内部电极

4：凹部

4a：凹部4的内表面

5：反射膜

6：外部电极

10：紫外线照射单元

50：收容构件

60：点灯装置

100：紫外线照射装置

d：直径

D：线径

P：间距

X、Y、Z：轴

θ1、θ2：角度

具体实施方式

以下进行说明的实施方式的阻挡放电灯1包括：圆筒状的发光管2、内部电极3、及反射膜5。阻挡放电灯1在设置在发光管2的内部的内部电极3 与设置在发光管2的附近的外部电极6之间进行阻挡放电。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。内部电极3配置在发光管2的内部，螺旋状的导体在发光管2的长度方向上延伸。反射膜5设置在发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管2的内部反射。发光管2在与反射膜5不同的部分上具有限制内部电极3的移动的多个凹部4。反射膜5在发光管2的圆周方向上配置在180°以上的范围内。凹部4的直径d mm与内部电极3的线径D mm具有 d≦10D的关系。

另外，以下进行说明的实施方式的凹部4的内表面4a朝发光管2的内侧突出而抵接在内部电极3上。

另外，以下进行说明的实施方式的凹部4的直径d mm与发光管2的管轴方向的内部电极3的间距P mm具有d≦P的关系。

另外，以下进行说明的实施方式的外部电极6设置在与设置有反射膜5 的内表面2a对应的发光管2的外表面2b侧。外部电极6是铝制或不锈钢制的散热块。

另外，以下进行说明的实施方式的紫外线照射单元10包括阻挡放电灯1 与外部电极6。另外，以下进行说明的实施方式的反射膜5的发光管2的圆周方向的角度θ1为180°以上。另外，以下进行说明的实施方式的反射膜5 的发光管2的圆周方向的角度θ1为200°～250°。另外，以下进行说明的实施方式的外部电极6的圆周方向的角度θ2为180°～330°的范围。

另外，以下进行说明的实施方式的紫外线照射装置100包括紫外线照射单元10与收容紫外线照射单元10的收容构件50。

另外，以下进行说明的实施方式的阻挡放电灯1包括：圆筒状的发光管 2、内部电极3、反射膜5、及外部电极6。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。内部电极3配置在发光管2的内部，螺旋状的导体在发光管2的管轴方向上延伸。反射膜5设置在发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管 2的内部反射。外部电极6设置在与设置有反射膜5的内表面2a对应的发光管2的外表面2b侧。发光管2在与反射膜5不同的部分上具有限制内部电极 3的移动的多个凹部4。凹部4的直径d mm与内部电极3的线径D mm具有 d≦10D的关系。

以下，根据附图对本实用新型的实施方式进行说明。再者，以下所示的实施方式并不限定本实用新型所公开的技术。

[实施方式]

图1是表示实施方式的阻挡放电灯的平面图，图2是图1的A-A'剖面图。如图1及图2所示，实施方式的阻挡放电灯1具有发光管2、内部电极3、反射膜5。另外，与设置在阻挡放电灯1的附近的外部电极6之间进行阻挡放电。再者，此处所述的“附近”并不限定于阻挡放电灯1与外部电极6接触来设置的情况，例如也包括阻挡放电灯1与外部电极6具有间隔来设置的情况。另外，在本实施方式中，设为在阻挡放电灯1的附近具有外部电极6的结构，但也可以将阻挡放电灯1，更具体而言将使发光管2与外部电极6组合而成的形态称为“阻挡放电灯”。

另外，为了容易理解说明，在图1及图2中图示了将照射方向设为正方向的包含Z轴的三维的正交坐标系。

发光管2是使紫外光透过的圆筒状的构件。作为发光管2的材料，例如例示：波长200nm以下的真空紫外线透过率高的合成石英。另外，发光管2 的管轴方向(X轴方向)的两端由具有杆结构的密封构件保持，并被气密地密封。例如可将发光管2的管轴方向的长度设为750mm，将发光管2的内径设为40mm。

另外，在发光管2的内部封入有气体。气体例如为80kPa～200kPa的氙气。再者，气体例如可包含氪气、氙气、氩气、氖气等中的一种、或将多种组合而成的气体来构成。进而，气体视需要也可以包含例如卤素气体。发光管2可发出具有与已被封入的气体的种类对应的特定的峰值波长的紫外光 (准分子光)。

内部电极3配置在发光管2的内部。内部电极3的螺旋状的导体在发光管2的管轴方向上延伸。内部电极3例如由包含钨的材料来形成。具体而言，内部电极3的总成分中的50％以上的成分为钨。尤其，若将在钨中添加钾等而成的掺杂钨用作内部电极3，则可具有更高的尺寸稳定性。例如，可将内部电极3的线径D设为0.8mm，将内部电极3的卷径(外径)设为38mm。

反射膜5设置在发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管2的内部反射。作为反射膜5的材料，例如例示二氧化硅。另外，反射膜5并不限定于二氧化硅，例如也可以包括包含氧化铝等紫外线散射粒子的材料。反射膜5 以发光管2的圆周方向的角度θ1例如变成180°以上的范围的方式配置。

反射膜5可对应于发光管2的圆周方向的角度θ1来使紫外线照度的峰值及累计光量变化。图3是用于说明与反射膜的圆周方向的角度对应的照射特性的变化的图。如图3所示，发光管2的圆周方向的角度θ1越大，紫外线照度的峰值越增大。另一方面，角度θ1越大，出射面积越减少，因此累计光量增大至极大值为止，其后减少。尤其，在累计光量成为重要的指标的表面改质或光干洗等用途中，例如可将角度θ1设为200°～250°的范围。

外部电极6设置在与设置有反射膜5的发光管2的内表面2a对应的发光管2的外表面2b侧。外部电极6兼作使已发热的阻挡放电灯1散热的散热块，例如可设为铝制或不锈钢制。再者，也可以在外部电极6的内部设置使液体或气体的冷媒流通的流路，而进一步提高散热性。外部电极6与发光管2可以相互接触，也可以分离，但若使外部电极6与发光管2接触，则可提高散热性。另外，在图2中所示的例子中，如与反射膜5接触的发光管2的内表面2a的圆周方向的角度和被外部电极6覆盖的发光管2的外表面2b的圆周方向的角度互不相同般进行了图示，但并不限定于此，也可以相同。另外，在图2中所示的例子中，外部电极6的圆周方向的角度θ2例如为238°，但并不限定于此。外部电极6的圆周方向的角度θ2例如可设为180°～330°的范围。

此处，对之前的阻挡放电灯进行说明。在之前的阻挡放电灯中，内部电极仅由发光管的管轴方向的两端支撑。因此，在管轴方向的中央部分，存在例如因由外力所引起的振动或内部电极的自重而导致内部电极产生位置偏离的情况。此时，例如若位置已偏离的内部电极接触反射膜，则存在反射膜磨损或剥离，产生照度的下降等不良情况的可能性。

因此，实施方式的阻挡放电灯1的发光管2具有多个凹部4。即，在实施方式的阻挡放电灯1中，如图2所示，凹部4的内表面4a朝发光管2的内侧突出而抵接在内部电极3上。由此，内部电极3的移动不仅在管轴方向的两端受到限制，在中央部分的多个部位上也受到限制，伴随内部电极3的位置偏离的反射膜5的磨损或剥离得到抑制。

再者，内部电极3可以与反射膜5接触，另外，也可以与反射膜5分离。

另外，凹部4设置在与反射膜5不同的部分上。由此，可将伴随凹部4 的形成的反射膜5的剥离或缺损的可能性防患于未然。

另外，凹部4的直径d mm与内部电极3的线径D mm具有d≦10D的关系。此处，所谓“凹部4的直径d”，是指与发光管2的外表面2b接触的凹部 4的外缘中的管轴方向(X轴方向)的宽度变成最大时的值。再者，若设为d ＞10D，则当形成凹部4时使发光管2变形的面积变大，因此内部电极3变形，内部电极3的间距P变得不均匀，而不理想。另外，若设为d＞10D，则使发光管2变形的面积变大，因此使发光管2变形的步骤花费时间，因此不理想。因此，理想的是d≦10D。

另外，凹部4的直径d mm与发光管2的管轴方向的内部电极3的间距Pmm优选具有d≦P的关系。使用图4A及图4B对此点进行说明。

图4A及图4B是用于说明基于凹部的形状的照度特性的不同的图。图4A 是图示了d≦P的情况的一例的图，图4B是图示了d＞P的情况的一例的图，相当于图2中所示的阻挡放电灯1的B-B'剖面图。

已从发光管2的内部发出的紫外光在凹部4中散射。如图4B所示，若凹部4的直径dmm变大，则紫外光散射的区域增大，由此存在照在被照射体上的紫外线照度下降的可能性。因此，通过形成如图4A所示般具有d≦P的关系的凹部4，可减少伴随凹部4中的紫外光的散射的不良情况。再者，若凹部4的直径d mm过小，则存在伴随凹部4的形成的发光管2的变形量局部地增大，在凹部4中形成贯穿孔的担忧。因此，例如以如变成D＜d≦P般形成凹部4为宜。

[评估试验]

使用阻挡放电灯的试制品进行振动试验，对伴随凹部4的有无的照射特性的不同进行评估。将评估试验的概要示于图5中。再者，振动试验根据日本工业标准(JapaneseIndustrial Standards，JIS)Z 0232来进行。对振动试验前后的照度特性(紫外线(Ultraviolet，UV)照度变化率)及电气特性(电流变化率)分别进行比较，根据预试验中的测定误差，若为2％以下的变化率，则判定为无问题。另外，将试验数设为n＝3p。

图6中表示无凹部4时的评估试验的结果，图7中表示有凹部4时的评估试验的结果。如图6所示，在不具有凹部4的阻挡放电灯中，试样1～试样3的照度特性及电气特性的试验前后的变化率均远超2％，暗示了由反射膜的磨损或剥离所引起的不良情况。另一方面，如图7所示，在具有凹部4的阻挡放电灯中，试样4～试样6的照度特性及电气特性的试验前后的变化率均停留在2％以下，由凹部4所产生的改善效果得到确认。

[紫外线照射装置]

图8A及图8B是表示实施方式的具有紫外线照射单元的紫外线照射装置的图。图8A是从管轴方向(Y轴方向)观察的图，图8B是从X轴方向观察的图。如图8A及图8B所示，实施方式的紫外线照射装置100具有收容构件 50与点灯装置60。在收容构件50中收容有一个或多个紫外线照射单元10。收容构件50为收容部的一例。

紫外线照射单元10具有阻挡放电灯1与外部电极6。再者，当将阻挡放电灯1，更准确而言将发光管2与外部电极6的组合称为“阻挡放电灯”时，阻挡放电灯1相当于紫外线照射单元10。

点灯装置60配置在收容构件50的背面侧，与设置在紫外线照射单元10 的发光管2的内部的内部电极3、及外部电极6电性连接。通过如所述般将点灯装置60配置在收容构件50的背面侧，可缩短点灯装置60与紫外线照射单元10之间的配线长度。再者，点灯装置60的配置并不限定于图8A及图 8B的样式，例如，点灯装置60也可以设置在紫外线照射装置100的外部。

另外，点灯装置60包含可输出高电压及高频的逆变器，以可将来自未图示的交流电源的电力供给至紫外线照射单元10中的方式构成。点灯装置60 例如可施加频率120kHz的正弦波，以1kW左右的灯功率使紫外线照射单元 10的发光管2点灯。

如上所述，实施方式的阻挡放电灯1包括：圆筒状的发光管2、内部电极3、及反射膜5。阻挡放电灯1在设置在发光管2的内部的内部电极3与设置在发光管2的附近的外部电极6之间进行阻挡放电。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。内部电极3配置在发光管2的内部，螺旋状的导体在发光管2的长度方向上延伸。反射膜5设置在发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管2的内部反射。发光管2在与反射膜5不同的部分上具有限制内部电极3的移动的多个凹部4。凹部4的直径d mm与内部电极3的线径D mm 具有d≦10D的关系。由此，可抑制由反射膜的磨损或剥离所引起的不良情况。

另外，实施方式的凹部4的直径d mm与发光管2的管轴方向的内部电极3的间距Pmm具有d≦P的关系。由此，可减少伴随凹部4中的紫外光的散射的不良情况。

另外，实施方式的外部电极6设置在与设置有反射膜5的内表面2a对应的发光管2的外表面2b侧。外部电极6是铝制或不锈钢制的散热块。由此，可不另行设置散热构件而确保散热性。

虽然对本实用新型的实施方式进行了说明，但实施方式是作为例子所提示者，并不意图对实用新型的范围进行限定。实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，可进行各种省略、替换、变更。实施方式或其变形是与包含在实用新型的范围或主旨中同样地，包含在权利要求中所记载的实用新型及其均等的范围内者。

Claims (10)

1.一种阻挡放电灯，包括：

圆筒状的发光管，封入有气体，并使紫外光透过；

内部电极，配置在所述发光管的内部，螺旋状的导体在所述发光管的管轴方向上延伸；以及

反射膜，设置在所述发光管的内表面上，使所述紫外光朝所述发光管的内部反射；且

在所述发光管内部所设置的所述内部电极与在所述发光管的附近所设置的外部电极之间进行阻挡放电，所述阻挡放电灯的特征在于：

所述发光管在与所述反射膜不同的部分上具有限制所述内部电极的移动的多个凹部，

所述凹部的直径d mm与所述内部电极的线径D mm具有d≦10D的关系。

2.根据权利要求1所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述凹部的内表面朝所述发光管的内侧突出而抵接在所述内部电极上。

3.根据权利要求1或2所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述直径d mm与所述管轴方向的所述内部电极的间距P mm具有d≦P的关系。

4.根据权利要求1或2所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述外部电极是铝制或不锈钢制的散热块，其设置在与设置有所述反射膜的所述内表面对应的所述发光管的外表面侧。

5.根据权利要求1或2所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述反射膜的所述发光管的圆周方向的角度θ1为180°以上。

6.根据权利要求1或2所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述反射膜的发光管的圆周方向的角度θ1为200°～250°。

7.根据权利要求1或2所述的阻挡放电灯，其特征在于，

所述外部电极的圆周方向的角度θ2为180°～330°的范围。

8.一种紫外线照射单元，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的阻挡放电灯；以及

所述外部电极。

9.一种紫外线照射装置，其特征在于，包括：

根据权利要求8所述的紫外线照射单元；以及

收容部，收容所述紫外线照射单元。

10.一种阻挡放电灯，其特征在于，包括：

圆筒状的发光管，封入有气体，并使紫外光透过；

内部电极，配置在所述发光管的内部，螺旋状的导体在所述发光管的管轴方向上延伸；

反射膜，设置在所述发光管的内表面上，使所述紫外光朝所述发光管的内部反射；以及

外部电极，设置在与设置有所述反射膜的所述内表面对应的所述发光管的外表面侧；

所述发光管在与所述反射膜不同的部分上具有限制所述内部电极的移动的多个凹部，且

所述凹部的直径d mm与所述内部电极的线径D mm具有d≦10D的关系。