CN209357694U - 紫外线照射单元、紫外线照射装置及阻挡放电灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种紫外线照射单元、紫外线照射装置及阻挡放电灯，可获得对应于要求的照射特性。紫外线照射单元包括阻挡放电灯与外部电极。阻挡放电灯具有发光管及内部电极。发光管封入有气体，并使紫外光透过。发光管为圆筒状。内部电极配置在发光管的内部，并在发光管的管轴方向上延伸。外部电极以与内部电极相向的方式设置在发光管的外表面侧，在发光管的圆周方向上以超过180°且300°以下，或超过300°、且330°以下的范围覆盖发光管。

Description

紫外线照射单元、紫外线照射装置及阻挡放电灯

技术领域

本实用新型的涉及一种紫外线照射单元、紫外线照射装置及阻挡放电灯(barrierdischarge lamp)。

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紫外线照射装置。在紫外线照射装置，有包括如下的阻挡放电灯者，所述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。

[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，例如被要求照度或累计光量等适合于用途的照射特性。

本实用新型欲解决的课题在于提供一种可获得对应于要求的照射特性的紫外线照射单元、紫外线照射装置及阻挡放电灯。

[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紫外线照射单元，其包括阻挡放电灯与外部电极。阻挡放电灯具有发光管及内部电极。发光管封入有气体，并使紫外光透过。发光管为圆筒状。内部电极配置在发光管的内部，并在发光管的管轴方向上延伸。外部电极以与内部电极相向的方式设置在发光管的外表面侧，在发光管的圆周方向上以超过180°且300°以下的范围覆盖发光管。

根据另一实施方式，本实用新型还提供一种紫外线照射单元，其包括阻挡放电灯与外部电极。阻挡放电灯具有发光管及内部电极。发光管封入有气体，并使紫外光透过。发光管为圆筒状。内部电极配置在发光管的内部，并在发光管的管轴方向上延伸。外部电极以与内部电极相向的方式设置在发光管的外表面侧，在发光管的圆周方向上以超过300°且330°以下的范围覆盖发光管。

根据一实施方式，所述外部电极具有：第一构件，在所述圆周方向上覆盖所述发光管；及第二构件，以隔着所述发光管而相向的方式配置。

根据一实施方式，所述外部电极具有：第一构件，在所述圆周方向上覆盖所述发光管；及一对第二构件，以隔着所述发光管而彼此相向的方式配置。

根据一实施方式，所述紫外线照射单元还包括反射膜，其设置在与所述外部电极相向的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，且所述反射膜的所述圆周方向的角度为由所述外部电极覆盖的所述发光管的所述圆周方向的角度以上。

根据另一实施方式，本实用新型还提供一种紫外线照射装置，其包括上述的紫外线照射单元；以及收容部，收容紫外线照射单元。

根据另一实施方式，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，配置在发光管的内部，并在发光管的管轴方向上延伸；以及外部电极，以与内部电极相向的方式而设置在发光管的外表面侧，在发光管的圆周方向上以超过180°且300°以下的范围覆盖发光管。

根据另一实施方式，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，配置在发光管的内部，并在发光管的管轴方向上延伸；以及外部电极，以与内部电极相向的方式而设置在发光管的外表面侧，在发光管的圆周方向上以超过300°且330°以下的范围覆盖发光管。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，可获得对应于要求的照射特性。

附图说明

图1是表示实施方式的紫外线照射单元的平面图。

图2是图1的A-A'剖面图。

图3是表示实施方式的变形例的紫外线照射单元的剖面图。

图4是表示外部电极的角度与长边方向每1cm的放电面积的关系的图。

图5是表示外部电极的长边方向每1cm的放电面积与照度及累计光量的关系的图。

图6A及图6B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、1A：紫外线照射单元(阻挡放电灯)

2：发光管

2a：内表面

2b：外表面

3：内部电极

4：反射膜

5：导线

6：外部电极

7：第1构件

8：第2构件

8a、8b：第2构件片

9：灯口

10：流路

11、12：固定化构件

13：第3构件

13a、13b：第3构件片

21、22：固定化构件

50：收容部

60：点灯装置

100：紫外线照射装置

D：外径

L_Y：长度

P：间距

X、Y、Z：轴

θ4、θ6、θ7：角度

具体实施方式

以下进行说明的实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A包括阻挡放电灯与外部电极6。阻挡放电灯具有发光管2及内部电极3。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过180°、且300°以下的范围覆盖发光管2。

另外，以下进行说明的实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A包括阻挡放电灯与外部电极6。阻挡放电灯具有发光管2及内部电极3。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过300°、且330°以下的范围覆盖发光管2。

另外，以下进行说明的实施方式的外部电极6具有在圆周方向上覆盖发光管2的第1构件7、及以隔着发光管2相向的方式配置的第2构件8。

另外，以下进行说明的实施方式的外部电极6具有在圆周方向上覆盖发光管2的第1构件7、及以隔着发光管2彼此相向的方式配置的一对第2构件8、第2构件8。

另外，以下进行说明的实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A包括反射膜4。反射膜4设置在与外部电极6相向的发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管2的内部反射。反射膜4的圆周方向的角度θ4为由外部电极6覆盖的发光管2的圆周方向的角度θ6以上。

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1、紫外线照射单元1A，及收容紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A的收容部50。

另外，以下进行说明的实施方式的阻挡放电灯1、阻挡放电灯1A包括发光管2、内部电极3、及外部电极6。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过180°、且300°以下的范围覆盖发光管2。

另外，以下进行说明的实施方式的阻挡放电灯1、阻挡放电灯1A包括发光管2、内部电极3、及外部电极6。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过300°、且330°以下的范围覆盖发光管2。

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是表示实施方式的紫外线照射单元的平面图，图2是图1的A-A'剖面图。如图1及图2所示，实施方式的紫外线照射单元1具有作为阻挡放电灯的发光管2、外部电极6。发光管2具有内部电极3、反射膜4、导线5、灯口9。再者，在以后的说明中，将阻挡放电灯仅作为发光管2来进行说明。另外，在本实施方式中，作为紫外线照射单元1，设为在作为阻挡放电灯的发光管2的外部具有外部电极6的结构，但也可以将紫外线照射单元1，更具体而言将在作为阻挡放电灯的发光管2的外部组合外部电极6而成的形态称为“阻挡放电灯”。

再者，为了容易理解说明，在图1及图2中图示了将照射面侧设为正方向，将背面侧设为负方向的包含Z轴的三维的正交坐标系。在后述的说明中所使用的其他附图中也显示所述正交坐标系。

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。就抑制伴随紫外线照射的应力裂纹的观点而言，例如可将发光管2的外径D设为30mm以上。另外，例如可将发光管2的管轴方向的长度L_Y设为750mm。

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，则即便于高温时也可以保持更高的尺寸稳定性。例如，可将内部电极3的管轴方向的间距P设为10mm以上、30mm以下。

反射膜4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4的材料，例如例示二氧化硅。另外，反射膜4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。就保持良好的反射率的观点而言，反射膜4例如以厚度变成100μm以上、300μm以下的方式形成。

另外，反射膜4以发光管2的圆周方向的角度θ4(以下，称为反射膜4的角度θ4)变成由外部电极6覆盖的发光管2的圆周方向的角度θ6(以下，称为外部电极6的角度θ6)以上的方式配置。由此，可高效地向被照射体照射发光管2中产生的紫外光。但是，作为实施方式的变形例的阻挡放电灯，也容许不具有反射膜4的形态。

外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的背面侧，即与设置有反射膜4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兼带作为使已发热的发光管2散热的散热块的功能，例如可设为铝制或不锈钢制。

外部电极6具有第1构件7与一对第2构件8。第1构件7在发光管2的圆周方向上以180°以下的角度θ7覆盖发光管2。第1构件7与发光管2可以相互接触，也可以分离，但若使第1构件7与发光管2接触，则可提高散热性。另外，在第1构件7的内部具有使液体或气体的冷媒流通的流路10。通过使冷媒在流路10内流通，散热性进一步提高。再者，在图2中图示了具有两个流路10的例子，但流路10也可以是一个，也可以是三个以上。

一对第2构件8具有以隔着发光管2彼此相向的方式沿着X轴方向配置的第2构件片8a、第2构件片8b。第2构件片8a、第2构件片8b利用固定化构件11、固定化构件12而分别固定在第1构件7上，第1构件7及第2构件8协作来作为外部电极6发挥作用。固定化构件11、固定化构件12例如为螺钉。如此，通过外部电极6具有第2构件8，与将第1构件7单独用作外部电极6的情况相比，紫外线照射单元1的设计上或性能上的自由度增大。再者，第1构件7及第2构件8可通过接触来导通，例如也可以经由导线等未图示的导体而电性连接。

此处，外部电极6的角度θ6可对应于所要求的累计光量或照度来设定。例如，为了提高累计光量，可设为180°＜θ6≦300°。另一方面，为了提高照度，可设为300°＜θ6≦330°。

导线5与内部电极3电性连接。另外，导线5与连接在交流电源上的此处未图示的点灯装置连接，可对设置在发光管2的内部的内部电极3与外部电极6的电极间施加规定的电压来进行发光。再者，导线5并不限定于如图1般设置在发光管2的两端的结构，例如也可以是仅设置在发光管2的一端侧的结构。

灯口9以覆盖导线5的一端侧的方式配置，支撑发光管2的管轴方向的两端。再者，灯口9并不限定于如图1般外部电极6与灯口9接触来设置的结构，例如也能够以具有间隙的方式设置外部电极6与灯口9。

[变形例]

图1、图2中所示的外部电极6包含第1构件7与一对第2构件8，但并不限定于此。图3是表示实施方式的变形例的紫外线照射单元的剖面图。图3中所示的紫外线照射单元1A的外部电极6包含第1构件7与一对第2构件8、以及一对第3构件13。

一对第3构件13具有以隔着发光管2彼此相向的方式沿着X轴方向配置的第3构件片13a、第3构件片13b。第3构件片13a、第3构件片13b利用固定化构件21、固定化构件22而分别固定在第2构件片8a、第2构件片8b及第1构件7上，第1构件7、第2构件8及第3构件13协作来作为外部电极6发挥作用。固定化构件21、固定化构件22例如为螺钉。如此，通过外部电极6进而具有一对第3构件13，与将第1构件7及一对第2构件8用作外部电极6的情况相比，可增大外部电极6的角度θ6。再者，在图3中所示的例子中，通过固定化构件21、固定化构件22分别贯穿一对第2构件8及一对第3构件13来进行一体化，但并不限定于此，例如也可以通过将第1构件7与一对第2构件8、一对第2构件8与一对第3构件13分别固定化来进行一体化。

如上所述，外部电极6可对应于由外部电极6覆盖的发光管2的圆周方向的角度θ6来使照度及累计光量变化。图4是表示外部电极的角度与长边方向每1cm的放电面积的关系的图。图5是表示外部电极的长边方向每1cm的放电面积与照度及累计光量的关系的图。再者，所谓“外部电极的长边方向每1cm的放电面积”，是指使根据外部电极6的角度所算出的圆弧的长度乘以发光管2的长边方向的长度，具体而言乘以1cm所得的数值。图5是例示在发光管2中封入有氙气的情况的图。另外，累计光量是例示以10mm/s的速度在管轴方向上搬送被照射体的情况的累计光量。

如图5所示，外部电极6的角度θ6越大，即外部电极6的长边方向每1cm的放电面积越大，照度的峰值越增大。因此，为了提高照度，可设为300°＜θ6≦330°。另一方面，角度θ6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。因此，为了提高累计光量，可设为180°＜θ6≦300°。

此处，图4中所示的外部电极6的角度，即角度θ6＝180°、238°、327°分别对应于仅将第1构件7用作外部电极6的情况，将第1构件7及一对第2构件8用作外部电极6的情况，将第1构件7、一对第2构件8及一对第3构件13用作外部电极6的情况。但是，外部电极6的角度θ6并不限定于图示的角度，例如当然可变更一对第2构件8及一对第3构件13的形状来设为所期望的角度θ6。

[紫外线照射装置]

图6A及图6B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6A是从管轴方向(Y轴方向)观察的图，图6B是从X轴方向观察的图。如图6A及图6B所示，实施方式的紫外线照射装置100具有收容部50与点灯装置60。在收容部50中收容有一个或多个紫外线照射单元1。再者，在收容部50中也可以收容紫外线照射单元1A来代替紫外线照射单元1。

点灯装置60配置在收容部50的背面侧，与设置在紫外线照射单元1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配置在收容部50的背面侧，可缩短点灯装置60与阻挡放电灯1之间的配线长度。再者，点灯装置60的配置并不限定于图6A及图6B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1的发光管2及外部电极6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1的发光管2点灯。

如上所述，实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A包括阻挡放电灯与外部电极6。阻挡放电灯具有发光管2及内部电极3。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过180°、且300°以下的范围覆盖发光管2。由此，根据实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A，可提高累计光量。

另外，实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A包括阻挡放电灯与外部电极6。阻挡放电灯具有发光管2及内部电极3。发光管2封入有气体，并使紫外光透过。发光管2为圆筒状。内部电极3配置在发光管2的内部，并在发光管2的管轴方向上延伸。外部电极6以与内部电极3相向的方式设置在发光管2的外表面2b侧，在发光管2的圆周方向上以超过300°、且330°以下的范围覆盖发光管2。由此，根据实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A，可提高照度。

另外，实施方式的外部电极6具有第1构件7与一对第2构件8。第1构件7在圆周方向上覆盖发光管2。第2构件8以隔着发光管2彼此相向的方式配置。由此，设计上或性能上的自由度增大。

另外，实施方式的紫外线照射单元1、紫外线照射单元1A的发光管2包括反射膜4。反射膜4设置在与外部电极6相向的发光管2的内表面2a上，使紫外光朝发光管2的内部反射。反射膜4的圆周方向的角度θ4为由外部电极6覆盖的发光管2的圆周方向的角度θ6以上。由此，可高效地向被照射体照射紫外光。

虽然对本实用新型的若干实施方式进行了说明，但这些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。这些实施方式能够以其他各种形态来实施，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。这些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 (8)

1.一种紫外线照射单元，其特征在于，包括：

阻挡放电灯，具有圆筒状的发光管，其封入有气体并使紫外光透过、及内部电极，配置在所述发光管的内部并在所述发光管的管轴方向上延伸；以及

外部电极，以与所述内部电极相向的方式设置在所述发光管的外表面侧，在所述发光管的圆周方向上以超过180°且300°以下的范围覆盖所述发光管。

2.一种紫外线照射单元，其特征在于，包括：

阻挡放电灯，具有圆筒状的发光管，其封入有气体并使紫外光透过、及内部电极，配置在所述发光管的内部并在所述发光管的管轴方向上延伸；以及

外部电极，以与所述内部电极相向的方式设置在所述发光管的外表面侧，在所述发光管的圆周方向上以超过300°且330°以下的范围覆盖所述发光管。

3.根据权利要求1或2所述的紫外线照射单元，其特征在于，

所述外部电极具有：第一构件，在所述圆周方向上覆盖所述发光管；及第二构件，以隔着所述发光管而相向的方式配置。

4.根据权利要求1或2所述的紫外线照射单元，其特征在于，

所述外部电极具有：第一构件，在所述圆周方向上覆盖所述发光管；及一对第二构件，以隔着所述发光管而彼此相向的方式配置。

5.根据权利要求1或2所述的紫外线照射单元，其特征在于，

包括反射膜，其设置在与所述外部电极相向的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

所述反射膜的所述圆周方向的角度为由所述外部电极覆盖的所述发光管的所述圆周方向的角度以上。

6.一种紫外线照射装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项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。

7.一种阻挡放电灯，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，并在所述发光管的管轴方向上延伸；以及

外部电极，以与所述内部电极相向的方式而设置在所述发光管的外表面侧，在所述发光管的圆周方向上以超过180°且300°以下的范围覆盖所述发光管。

8.一种阻挡放电灯，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，并在所述发光管的管轴方向上延伸；以及

外部电极，以与所述内部电极相向的方式而设置在所述发光管的外表面侧，在所述发光管的圆周方向上以超过300°且330°以下的范围覆盖所述发光管。