CN209434146U

CN209434146U - 准分子灯

Info

Publication number: CN209434146U
Application number: CN201920232483.6U
Authority: CN
Inventors: 后藤一浩; 今村笃史
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2019-09-24
Anticipated expiration: 2029-02-22
Also published as: JP2019149231A

Abstract

本实用新型提供一种准分子灯，即使是在含有水分的环境下使用的情况下，也能够抑制电极间的短路的发生。该准分子灯具备：发光管，在内部具有封入有含氙的放电用气体的发光空间；第一电极，设置在发光管的外侧面上；第二电极，设置在相对于第一电极在发光管的径向上隔着发光空间而分离的位置；基座，在发光管的管轴方向上的端部处以包围发光管的外侧面的方式形成，呈有底筒状；粘接层，将发光管的外侧面与基座的内侧面固定连结，以无机材料为主要成分。

Description

准分子灯

技术领域

本实用新型涉及准分子灯。

背景技术

过去，提出有使用低压汞灯来净化被处理气体的技术。例如，在下记专利文献1中记载了使用放射波长为185nm、波长为254nm的紫外线的低压汞灯来将被处理气体中的杂质、细菌分解除去的技术。具体而言，记载了通过波长为185nm的紫外线生成臭氧(O₃)气体并由该臭氧气体将杂质、恶臭物质分解的技术。

并且，在下记专利文献2中公开了放射与上述的低压汞灯相比波长短的172nm的光的氙准分子灯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-204683号公报

专利文献2：日本特开2007-335350号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

如在专利文献2中公开的准分子灯，过去在半导体或液晶面板的制造工序中以将有机物除去为目的而被使用。即，到目前为止准分子灯通常在被严密管理的洁净环境下使用。

本实用新型者们研究了：通过使用该准分子灯取代专利文献1中所述的低压汞灯，将波长更短的光照射于被处理气体来提高VOC(Volatile Organic Compounds:挥发性有机化合物)的分解效率。特别地，在被处理气体中含氧气及水分的情况下，通过照射从准分子灯放射出的波长较短的光来生成反应性较高的O(¹D)或羟基自由基(·OH)，因此期待对于被处理气体中含有的VOC具有较高的分解性能。

然而，当在含有水分的环境下使用准分子灯时，该水分可能附着于准分子灯的发光管，在外部电极和内部电极之间发生短路。特别地，由于在准分子灯的发光管的端部附近，外部电极与内部电极的间隔距离较短，因而认为上述的问题容易发生。

作为对于该课题的第一对策，考虑将外部电极与内部电极之间的距离(电极间距离)增大的方法。然而，在原理上，准分子灯为了发光需要产生电解质势垒放电(有时也称作“准分子放电”)。当增大电极间距离时放电开始电压变高，其结果是首先放电变得困难。即，增大电极间距离的方法存在限制。

作为对于上述课题的其他对策，考虑使用透光性部件覆盖准分子灯自身的方法。然而，对于透过波长为172nm这样的短波长的光的材料存在限制(例如合成玻璃)，在使用这样的材料构成覆盖准分子灯的管体的情况下制造成本升高。另外，即使使用这样的材料构成了管体，从发光管放射出的光的30％～50％也会被管体吸收从而光的利用效率下降，其结果是难以实现较高的分解效率。

本实用新型鉴于上述课题，目的在于提供一种准分子灯，特别地，即使是在含有水分的环境下使用的情况下，也能够抑制在电极间短路的发生。

用于解决课题的技术方案

本实用新型的准分子灯的特征在于，具备：

发光管，在内部具有封入有放电用气体的发光空间；

第一电极，设置在所述发光管的外侧面上；

第二电极，设置在相对于所述第一电极在所述发光管的径向上隔着所述发光空间而分离的位置；

基座，在所述发光管的管轴方向上的端部处以包围所述发光管的外侧面的方式形成，呈有底筒状；和

粘接层，将所述发光管的外侧面与所述基座的内侧面固定连结，以无机材料为主要成分。

根据上述结构，发光管的外侧面与基座的内侧面由粘接层固定。由此，即使是在含有水分的环境下使准分子灯发光的情况下，也能够抑制所述水分流入基座的内侧。其结果是，能够防止第一电极与第二电极的短路。

另外，所述粘接层以无机材料作为主要成分，因而，例如即使从在发光空间内封入有含氙的放电用气体的准分子灯放射的短波长(例如波长为172nm)的光照射到粘接层，也能抑制粘接层劣化。需要说明的是，作为这样的粘合剂的材料，例如，可以使用矾土(Al₂O₃)或二氧化硅(SiO₂)等。粘接层在将整体作为100质量份时，优选85质量份以上的成分由无机材料制成，进一步优选90质量份以上的成分由无机材料制成，最优选实质上100质量份的成分即全部成分由无机材料制成。

放电用气体根据发光波长来选择适当的材料。如上所述在希望生成172nm左右的波长的光的情况下，使用含氙(Xe)的气体。除此之外，根据希望得到的波长还可以采用KrBr、KrCl等。

可以是如下结构：所述发光管以相对于所述基座的内底面在所述管轴方向上具有间隙的状态固定于所述基座。

如上所述，准分子灯具备的基座呈有底筒状。换言之，是一方侧开口且在与开口的区域相反侧的区域具有底面的筒形状体。在此，在本说明书中，“基座的内底面”指的是基座的内侧的底面，“基座的外底面”指的是基座的外侧的底面。即，基座的内底面是与基座的内侧面连接的面，基座的外底面是与基座的外侧面连接的面。

粘接层优选主要成分是无机材料且由多孔介质体形成。在该情况下，即使在由粘接层将发光管的外侧面与基座的内侧面固定的情况下，由于粘接层自身为多孔介质体，因而也存在含水的气体通过该多孔介质的孔部流入的可能性。如果该气体凝聚(凝结)，则存在液态的水(水滴)附着于基座的表面的可能性。

然而，根据上述的结构，由于在基座的内底面与发光管之间存在间隙，因而在内底面上起到存留水分的作用，防止水分向内侧的第二电极侧的流入。如果在基座的内底面与发光管接触的情况下，附着于内底面的水滴就可能流入发光管的管体侧。因此，如上所述，优选在基座的内底面与发光管之间设置间隙。

进一步地，准分子灯特别地在使用高功率发光的情况下温度上升，因而即使在水分暂时地流入到基座的内侧的情况下，所述水分也蒸发成为水蒸气。此时，由于在基座的内底面与发光管之间存在间隙，因而该空间的气压升高，能够将水蒸气经过粘接层的多孔介质的孔部而向准分子灯的外部排出。

可以是如下结构：所述基座在该基座的内侧面上实施有凹凸加工。

根据这样的结构，即使在水分流入到基座的内侧的情况下，也会在基座的内侧面上产生表面张力，容易经过基座的内侧面而流向内底面。其结果是，能够抑制水流入第二电极侧而在第一电极与第二电极之间发生短路。

可以是如下结构：所述基座在该基座的内侧面上具有在与所述管轴方向平行的方向上延伸的多个槽。

根据这样的结构，即使在水分流入到基座的内侧的情况下，水分容易经过槽而流向内底面。其结果是，能够抑制水流入第二电极侧而在第一电极和第二电极之间发生短路。

也可以是如下结构：所述准分子灯设置有对所述基座进行加热的加热器。由此，即使在水分流入到基座的内侧的情况下，通过由加热器对基座进行加热，也能够使水分蒸发。该水蒸气能够经过粘接层的多孔介质的孔部而向准分子灯的外部排出。

也可以是如下结构：所述加热器配置在所述基座的外侧面上或外底面上。由此，能够有效地对基座进行加热。

也可以是如下结构，所述准分子灯具备：

温度测定器，测定所述基座的温度；和

温度调整部，基于由所述温度测定器测定出的所述基座的温度，自动地进行所述加热器的输出调整。

即使在例如准分子灯未点亮时等基座的温度下降了的情况下，由于基座自动地被加热，因此即使水分流入到基座的内侧也能够蒸发。

也可以是如下结构：所述准分子灯具备电源线，该电源线从所述基座的外侧贯通所述基座的底部并连接于所述第一电极及所述第二电极。

另外，所述准分子灯既可以是双层管结构，也可以是单层管结构。

更详细而言，可以是如下结构：

所述发光管具有外侧管和配置于所述外侧管的内侧的内侧管，呈所述外侧管和所述内侧管在所述管轴方向上的两端处被密封而形成的双层管结构，

所述第一电极形成在所述外侧管的外侧面上，

所述第二电极形成在所述内侧管的内侧面上。

另外，可以是如下结构：

所述发光管呈单层管结构，

所述第一电极形成在所述发光管的外侧面上，

所述第二电极形成于所述发光管的管内。

实用新型效果

根据本实用新型的准分子灯，即使在含有水分的环境下使用的情况下，也能够在不使光提取效率降低的情况下使用简单的结构抑制在电极间的短路的发生。

附图说明

图1A是将第一实施方式的准分子灯的一例示意性表示的剖视图。

图1B是将在图1A中所表示的准分子灯从其他方向截断时的示意性的剖视图。

图1C是第一实施方式的准分子灯所具备的基座的放大图。

图2A是将第一实施方式的准分子灯的另一例子示意性表示的剖视图。

图2B是将图2A中所表示的准分子灯从另一方向截断时的示意性的剖视图。

图3A是将第一实施方式的准分子灯的另一例子示意性表示的剖视图。

图3B是将第一实施方式的准分子灯的另一例子示意性表示的剖视图。

图4A是将第二实施方式的准分子灯所具备的基座的一种形状示意性表示的图。

图4B是将第二实施方式的准分子灯所具备的基座的另一种形状示意性表示的图。

图4C是将第二实施方式的准分子灯所具备的基座的另一种形状示意性表示的图。

图5是将第三实施方式的准分子灯的一例示意性表示的剖视图。

图6是将第三实施方式的准分子灯的另一例示意性表示的剖视图。

标号说明

1：准分子灯

2：粘接层

10：发光管

10a、10b：发光管的端部

11：外侧管

11a：外侧管的外侧面

12：内侧管

14：密封壁

17：单层管结构的发光管的外侧面

21：第一电极

22：第二电极

30：基座

31：基座的内侧面

32：基座的外侧面

33：基座的内底面

34：基座的外底面

37a：突起

37b：槽

40：电源

41：电源线

42：电源线

50：间隙

60：加热器

61：温度测定器

62：控制部

S1：发光空间

具体实施方式

参照适当的附图来对本实用新型的准分子灯的各实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的附图中，附图上的尺寸比和实际的尺寸比未必相同。在第二实施方式及之后的实施方式中也一样。

[第一实施方式]

图1A及图1B是将第一实施方式的准分子灯的一例示意性表示的结构图。图1A是沿管轴方向的剖视图，图1B是图1A中的A1-A1线剖视图。以下，适当参照图1A及图1B中图示的坐标系来进行说明。

准分子灯1具备由对紫外线具有透过性的材料(例如合成石英玻璃)制成的发光管10。发光管10具有圆筒状的外侧管11、在外侧管11的内侧与外侧管11同轴配置且具有比外侧管11的内径小的外径的圆筒状的内侧管12。外侧管11和内侧管12在管轴方向(X方向)上的两端分别通过密封壁14接合。由此，在外侧管11与内侧管12之间形成圆环状的发光空间S1。作为尺寸的一例如下：发光管10在管轴方向(X方向)上的长度为1500mm，内侧管12的内径为外径为外侧管11的内径为外径为

在发光空间S1内封入有通过放电形成准分子的放电用气体。在本实施方式中，放电用气体含氙(Xe)。作为放电用气体的更详细的一例，由将氙(Xe)和氖(Ne)按照规定比率(例如3：7)混合而成的气体制成，进一步地还可以微量包含氧气和氢气。

准分子灯1具有：密接于外侧管11的外侧面且例如由不锈钢等导电性材料制成的网状的第一电极21；和密接于内侧管12的内侧面且例如由铝等导电性材料制成的膜状的第二电极22。即，第一电极21和第二电极22互相隔着发光空间S1而相对。第一电极21对应外侧电极，第二电极22对应内侧电极。

准分子灯1具备在发光管10的管轴方向(X方向)上的端部(10a、10b)处以包围发光管10的外侧面的方式形成的基座30。图1C是图1A内的基座30附近的放大图。如图1C所示，基座30包含内侧面31、外侧面32、内底面33及外底面34，与底面(33、34)相反一侧开口，呈有底筒状。并且，基座30的内侧面31与外侧管11的外侧面11a经由粘接层3接触，从而使基座30和发光管10被固定。基座30例如由陶瓷制成。需要说明的是，为了图示方便，在图1B中省略粘接层3的图示。

作为形成粘接层3的方法，使用以无机材料作为主要成分的粘合剂。作为这样的无机材料，例如，能够使用氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)等。

准分子灯1具备例如能够产生kHz级的交流电压的电源40和连接于电源40的电源线(41、42)。电源线41连接于第一电极21，电源线42连接于第二电极22。电源40配置于基座30的外侧，电源线(41、42)例如通过贯通基座30的底面(33、34)的孔部将电源40与各电极(21、22)连接。该孔部也可以以电源线(41、42)可通过的程度的极细的直径来构成。另外，电源线(41、42)的一部分(在图1C的例中特指电源线41的一部分)也可以位于粘接层3内。

需要说明的是，在图1A及图1C中，虽然看起来电源线41与第一电极21未连接在一起，但这只是为了粘接层3的图示的方便，电源线41是与第一电极21相连接的。例如，如上所述的例子，由于以电源线41的一部分位于粘接层3内的方式形成，因而能够使电源线41与第一电极21连接。

从防止漏电的观点出发，优选将对应于外侧电极的第一电极21设为接地电极，将对应于内侧电极的第二电极22设为高电压供给电极。

在本实施方式中，发光管10在相对于基座30的内底面33在管轴方向(X方向)上具有间隙50的状态下，相对于基座30被固定。作为一例，间隙50的管轴方向(X方向)上的长度为3～8mm左右。

在具有这样的结构的准分子灯1中，当从电源40通过电源线(41、42)向第一电极21与第二电极22之间施加高频交流电压时，在发光空间S1中产生放电，并生成与放电用气体的种类相对应的准分子光。如上所述，在使用氙(Xe)作为放电用气体的情况下，生成主波长显示为172nm的准分子光。该光直接或由第二电极22反射之后从外侧管11的外侧面11a放射出。

根据上述的结构，在发光管10的端部(10a、10b)处以覆盖发光管10的外周即外侧管11的外侧面11a的方式形成基座30，并且该基座30与外侧管11的外侧面11a经由粘接层3而固定接触。因此，即使在将准分子灯1配置在存在含有水分的气体的环境下的情况下，所述水分附着于外侧管11的外侧面11a，也能够抑制水分在基座30与外侧管11的外侧面11a接触的接触位置流入。其结果是，能够防止水分向配置于内侧管12的第二电极22侧流入，抑制第一电极21与第二电极22之间的短路的发生。

另外，如上所述，由于粘接层3主要成分由无机材料制成，和有机的粘合剂不同，即使照射了从发光空间S1放射出的紫外线(例如波长为172nm的光)，也基本不会发生材料的劣化。其结果是，能够长期地防止水分向基座30的内侧流入。

需要说明的是，在本实施方式的准分子灯1的情况下，在发光管10与基座30的内底面33之间形成间隙50。在构成粘接层3的无机材料为多孔介质体的情况下，存在经过较长时间含水气体通过该孔部渐渐向基座30的内侧流入的可能性。如果在这样的状态下，当准分子灯1在低温环境下不点亮的状态下放置一定时间时，存在流入基座30的内侧的气体凝聚(凝结)从而液态的水(水滴)附着于基座30的内侧的面(31、33)的可能性。

在这样的状态下，当准分子灯1在高功率下被点亮时，基座30附近被加热，所述水分蒸发产生水蒸气。此时，构成间隙50的空间的气压升高，从而能够经由构成粘接层3的多孔介质体的孔部向准分子灯1的外侧排出水蒸气。

<其他结构>

以下，对本实施方式的准分子灯1的其他结构进行说明。

(1)如图2A及图2B所示，也可以将准分子灯1所具备的发光管10设为单层管结构。在以下的实施方式中也一样。

图2A及图2B是将第一实施方式的准分子灯的其他例子示意性表示的结构图。图2A是沿管轴方向的剖视图，图2B是图2A的A2-A2线剖视图。

在图2A及图2B表示的准分子灯1中，发光管10由单一的管构成，在发光管10的内部封入放电用气体，并且配置有在管轴方向(X方向)上延伸的第二电极22。另外，与在图1A及图1B中参照的双层管结构的情况同样地，第一电极21密接于发光管10的外侧面(图2A及图2B内的外侧面17)而配置。第一电极21连接于电源线41，第二电极22连接于电源线42。

即使在这样的表示单层管结构的准分子灯1中，由于基座30与发光管10的外侧面17经由粘接层3固定接触，因而抑制了水分向基座30的内侧流入。需要说明的是，即使在图2B中也和图1B同样地省略了粘接层3的图示。

(2)如图3A及图3B所示，也可以是只在发光管10中的一方的端部10a侧具备基座30的结构。图3A与在图1A的结构中只在一方的端部10a侧具备基座30的情况相对应，图3B与在图2A的结构中只在一方的端部10a侧具备基座30的情况相对应。

[第二实施方式]

对于准分子灯的第二实施方式，以与第一实施方式不同之处为中心来进行说明。本实施方式的准分子灯1，与第一实施方式比较只有在基座30的内侧面31实施凹凸加工这一点不同，其他部分与第一实施方式是相同的。在图4A～图4C中将基座30的结构例示意性地表示。在图4A～图4C中，(a)是基座30的示意性的立体图，(b)是基座30的内侧面31的局部放大图。

在图4A所示的例子中，通过在基座30的内侧面31上形成多个岛状的突起37a来对表面实施凹凸加工。在图4B及图4C所示的例子中，通过在基座30的内侧面31上形成多个在发光管10的管轴方向(X方向)上延伸的槽37b来对表面实施凹凸加工。需要说明的是，在图4B和图4C中，槽37b的形状不同。在图4B的例子中在X方向上观察槽37b呈矩形状，在图4C的例子中在X方向上观察槽37b呈三角形状。此外，对于突起37a的配置方式、形状以及槽37b的形状可以有多种变形。

根据本实施方式的结构，即使在水分流入到基座30的内侧的情况下，在基座30的内侧面31上产生表面张力，水分容易经过基座30的内侧面31流向内底面33(参照图1C)侧。其结果是，能够抑制水向第二电极22侧流入而在第一电极21与第二电极22之间发生短路。特别地，通过形成如图4B及图4C所示的槽部37b，容易将水沿所述槽部37b的延伸方向引导，能够抑制水流向第二电极22侧。需要说明的是，在对比了图4B和图4C的情况下，通过如图4B所示那样使槽部37b的形状为矩形，从而表面张力的效果提高，容易将水导出。

[第三实施方式]

对于准分子灯的第三实施方式，以与第一实施方式不同之处为中心来进行说明。在图5中表示的本实施方式的准分子灯1与第一实施方式相比的不同点在于，具备加热器60，其他部分与第一实施方式相同。需要说明的是，图5中表示的准分子灯1虽然如图1A所示那样图示了基座30设置于发光管10的管轴方向(X方向)上的两端的情况，但也可以是如图3A所示，只在发光管10的一方的端部设置基座30的结构。

加热器60设置在基座30的外侧面32上，对基座30进行加热。需要说明的是，加热器60也可以设置于基座30的外底面34，还可以设置于内侧的面(31、33)。进一步地，只要是能够对基座30进行加热的形态，则即使不与基座30接触设置也可以。

另外，在图5中，对加热器60以在周向上包围基座30的外侧面32的方式配置的情况进行了图示，但也可以在基座30的面的一部分上设置于一个位置，还可以离散地设置于多个位置。

加热器60可以使用多种方法构成。作为一例，可以是如下结构：加热器60使用电阻体构成，使用由通电产生的焦耳热对基座30进行加热。作为其他例子，可以是如下结构：加热器60使用与准分子灯1不同的光源体构成，使用来自该光源体的辐射热对基座30进行加热。由此，即使在水分流入到基座30的内侧的情况下，通过加热器60对基座30进行加热，因而也能够使基座30内侧的温度上升并使水分蒸发。

在该情况下，特别地，通过在发光管10与基座30的内底面33之间形成有间隙50，能够使水蒸气经过构成粘接层3的主要成分的无机材料的多孔介质的孔部而有效地向准分子灯1的外部排出。

还可以是如下结构：本实施方式的准分子灯1如图6所示，具备测定基座30的温度的温度测定器61及进行加热器60的输出调整的控制部62。

温度测定器61例如由热敏电阻等构成。控制部62基于由温度测定器61测定出的基座30的温度的信息，以使基座30的温度变为规定的目标温度的方式，自动地调整加热器60的输出。由此，例如即使在准分子灯1低输出或未点亮的情况下，由于基座30自动地被加热，因此即使在水分流入到基座30的内侧的情况下也能够使水分蒸发。

优选温度测定器61配置在基座30的面中不同于配置有加热器60的面的其他面上。例如图6所示，在加热器60被设置于基座30的外侧面32的情况下，可以将温度测定器61设置于外底面34。

需要说明的是，即使在本实施方式中也可以是如图2A所示的具有所谓的单层管结构的发光管10的准分子灯1。也可以如在第二实施方式中描述的那样在基座30的内侧面31上施加凹凸加工。

[其他实施方式]

在上述实施方式中，在发光管10和基座30的内底面33之间形成有间隙50。然而，也可以采用在准分子灯1中不存在间隙50的结构。

Claims

1.一种准分子灯，其特征在于，具备：

发光管，在内部具有封入有放电用气体的发光空间；

第一电极，设置在所述发光管的外侧面上；

2.根据权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，

所述发光管以相对于所述基座的内底面在所述管轴方向上具有间隙的状态固定于所述基座。

3.根据权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，

所述基座在该基座的内侧面上实施有凹凸加工。

4.根据权利要求3所述的准分子灯，其特征在于，

所述基座在该基座的内侧面上具有在与所述管轴方向平行的方向上延伸的多个槽。

5.根据权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，

设置有对所述基座进行加热的加热器。

6.根据权利要求5所述的准分子灯，其特征在于，

所述加热器配置在所述基座的外侧面上或外底面上。

7.根据权利要求5或6所述的准分子灯，其特征在于，具备：

温度测定器，测定所述基座的温度；和

控制部，基于由所述温度测定器测定出的所述基座的温度，自动地进行所述加热器的输出调整。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的准分子灯，其特征在于，

具备电源线，该电源线从所述基座的外侧贯通所述基座的底部并连接于所述第一电极及所述第二电极。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的准分子灯，其特征在于，

所述第一电极形成在所述外侧管的外侧面上，

所述第二电极形成在所述内侧管的内侧面上。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的准分子灯，其特征在于，

所述发光管呈单层管结构，

所述第一电极形成在所述发光管的外侧面上，

所述第二电极形成于所述发光管的管内。