JP2001052645A - Ultraviolet ray generating device - Google Patents

Ultraviolet ray generating device

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JP2001052645A
JP2001052645A JP11222381A JP22238199A JP2001052645A JP 2001052645 A JP2001052645 A JP 2001052645A JP 11222381 A JP11222381 A JP 11222381A JP 22238199 A JP22238199 A JP 22238199A JP 2001052645 A JP2001052645 A JP 2001052645A
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JP
Japan
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container
gas
electron beam
ultraviolet ray
ultraviolet
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JP11222381A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kobayashi
伸次 小林
Takashi Nakayama
隆 中山
Kiyohisa Terai
清寿 寺井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently generate ultraviolet rays having optimum wavelength for a pasteurizing device or a hazardous substance decomposing device without using mercury. SOLUTION: A vacuum vessel 3 is equipped with an electron beam source to generate electron beam 2 and coupled through a beam inlet 5 with the side of a sealed vessel 1 of hollow inside made of a dielectric substance transmitting ultraviolet rays, and the vessel 1 is filled with an excitation gas 4, which is irradiated with electron beam. Example of the gas 4 is a mixture of a rare gas such as xenon, krypton, argon, and oxygen or any halogen gas or the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームにより
キセノン等の希ガスと酸素等の混合ガスから紫外線光を
発生させる紫外線発生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultraviolet ray generator for generating ultraviolet light from a mixed gas such as oxygen and a rare gas such as xenon by an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、上下水道の殺菌・消毒・脱
色、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白、さ
らには医療機器の殺菌等を行うために紫外線が用いられ
ている。このような紫外線を生成する光源としては、水
銀ランプやエキシマランプが用いられており、低圧の水
銀ランプは、波長254nmまたは185nmの紫外線
を発生させ、エキシマランプは、キセノン、クリプト
ン、アルゴンを励起媒質とした場合、それぞれ172n
m、146nm、126nmの波長の紫外線を発生させ
ることが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, ultraviolet rays have been used for sterilization, disinfection, and decolorization of water and sewage, deodorization and decolorization of industrial water, bleaching of pulp, and sterilization of medical equipment. A mercury lamp or an excimer lamp is used as a light source for generating such ultraviolet light. A low-pressure mercury lamp generates ultraviolet light having a wavelength of 254 nm or 185 nm, and the excimer lamp emits xenon, krypton, and argon as an excitation medium. 172n
It is known to generate ultraviolet rays having wavelengths of m, 146 nm and 126 nm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図7は、紫
外放射と、大腸菌の致死作用スペクトル及びDNA吸収
スペクトルの関係を示したものであるが、図から明らか
なように、細菌のDNAの切断には波長250nm付近
の紫外放射が最も効率的であるため、紫外線による殺菌
装置等には、波長254nmの低圧の水銀ランプが使用
されている。しかし、上記の低圧の水銀ランプを使用し
た殺菌装置等は、水銀を使用しているため、下水処理等
には使用できるが、空気や飲み水等の殺菌、消毒、脱色
等には危険であるため、使用することが困難であった。
FIG. 7 shows the relationship between the ultraviolet radiation and the lethal action spectrum and DNA absorption spectrum of Escherichia coli. Since ultraviolet radiation with a wavelength of about 250 nm is the most efficient, a low-pressure mercury lamp with a wavelength of 254 nm is used for a sterilizer using ultraviolet light or the like. However, since the above-mentioned sterilizer using a low-pressure mercury lamp uses mercury, it can be used for sewage treatment and the like, but is dangerous for sterilization, disinfection, decolorization, etc. of air and drinking water. Therefore, it was difficult to use.

【0004】また、水銀を用いず、キセノンを用いたエ
キシマランプは、その波長の関係で、空気もしくは水中
に含まれる酸素に吸収されやすいため、空気や飲み水等
の殺菌、消毒、脱色等には使用することが困難であっ
た。
Excimer lamps that use xenon without using mercury are easily absorbed by air or oxygen contained in water because of their wavelengths, and are therefore suitable for sterilization, disinfection, decolorization, etc. of air and drinking water. Was difficult to use.

【0005】一方、紫外線による有害物分解装置等に
は、波長185nmの低圧水銀ランプが使用されてい
る。これは、図8に示した様に、有機塩化物系のトリク
ロロエチレン等の有害物質の吸収が、波長200nm近
辺に集中しており、その原子間結合の切断に適している
ためである。換言すれば、波長185nmの紫外線がト
リクロロエチレン等の有害物質の分解に有効であるから
である。
On the other hand, a low-pressure mercury lamp having a wavelength of 185 nm is used for an apparatus for decomposing harmful substances using ultraviolet rays. This is because, as shown in FIG. 8, the absorption of harmful substances such as organic chloride-based trichlorethylene is concentrated around the wavelength of 200 nm, which is suitable for breaking the interatomic bond. In other words, ultraviolet light having a wavelength of 185 nm is effective for decomposing harmful substances such as trichloroethylene.

【0006】しかしながら、同様に水銀を使用している
ため、使用環境に注意する必要があった。また、水銀ラ
ンプの185nmの発光比率は254nmに比べて低い
ため、紫外線による有害物分解装置等に低圧の水銀ラン
プを使用することは非効率的であった。さらに、水銀を
用いず、キセノン等の希ガスを用いたエキシマランプ
は、波長の関係で利用できなかった。
However, since mercury is also used, it is necessary to pay attention to the use environment. In addition, since the emission ratio of a mercury lamp at 185 nm is lower than that at 254 nm, it is inefficient to use a low-pressure mercury lamp in an apparatus for decomposing harmful substances using ultraviolet rays. Furthermore, an excimer lamp using noble gas such as xenon without using mercury could not be used due to wavelength.

【0007】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解消するために提案されたものであり、その目的
は、水銀を用いることなく、殺菌装置あるいは有害物分
解装置に最適な波長の紫外線を高効率で発生させること
ができる紫外線発生装置を提供することにある。
[0007] The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to use an optimal wavelength for a sterilizer or a harmful substance decomposer without using mercury. An object of the present invention is to provide an ultraviolet ray generator capable of generating ultraviolet rays with high efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の紫外線発生装置は、紫外線を透過
する誘電体により構成された第1の容器に、内部に電子
ビーム発生源を備えた第2の容器をビーム導入口を介し
て連結し、前記第1の容器に、希ガスを主成分とし酸素
またはハロゲンガスを添加した励起ガスを充填し、前記
第2の容器から第1の容器へ電子ビームを照射するよう
に構成したことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet ray generating apparatus, wherein an electron beam generating source is provided in a first container made of a dielectric material that transmits ultraviolet rays. The second container provided is connected via a beam introduction port, and the first container is filled with an excitation gas containing a rare gas as a main component and added with oxygen or a halogen gas. The container is configured to be irradiated with an electron beam.

【0009】上記の構成を有する請求項1に記載の発明
によれば、第1の容器に入射した電子ビームが、第1の
容器内に充填された励起ガスと反応して、プラズマを形
成し、このプラズマが紫外線を発生させる。また、励起
ガスとして、希ガスを主成分とし酸素またはハロゲンガ
スを添加した所定の励起ガスを用いることにより、水銀
を用いることなく、殺菌装置あるいは有害物分解装置に
最適な波長を有する紫外線を選択的に発生させることが
できる。
According to the first aspect of the present invention, the electron beam incident on the first container reacts with the excitation gas filled in the first container to form a plasma. This plasma generates ultraviolet light. In addition, by using a predetermined excitation gas containing a rare gas as a main component and adding oxygen or a halogen gas as an excitation gas, it is possible to select an ultraviolet ray having a wavelength optimal for a sterilizing apparatus or a harmful substance decomposition apparatus without using mercury. Can be generated.

【0010】請求項2に記載の紫外線発生装置は、紫外
線を透過する誘電体窓を備えた第1の容器に、内部に電
子ビーム発生源を備えた第2の容器をビーム導入口を介
して連結し、前記第1の容器に、希ガスを主成分とし酸
素またはハロゲンガスを添加した励起ガスを充填し、前
記第2の容器から第1の容器へ電子ビームを照射するよ
うに構成したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet ray generating apparatus in which a second container having an electron beam generating source therein is inserted into a first container having a dielectric window which transmits ultraviolet rays through a beam introducing port. And connecting the first container to an excitation gas containing a rare gas as a main component and adding oxygen or a halogen gas, and irradiating the first container with an electron beam from the second container. It is characterized by the following.

【0011】上記の構成を有する請求項2に記載の発明
によれば、請求項1に記載の発明と同様の作用・効果が
得られるだけでなく、紫外線を透過する誘電体窓を備え
た金属容器を用いることにより、容易にガス交換できる
ようになり、ガス選定により発光波長を可変とすること
ができるという利点を有する。
According to the second aspect of the present invention having the above structure, not only the same operation and effect as those of the first aspect can be obtained, but also a metal having a dielectric window which transmits ultraviolet rays. The use of the container has the advantage that the gas can be easily exchanged and the emission wavelength can be varied by selecting the gas.

【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の紫外線発生装置において、ビーム導入
口が、金属チタンの薄膜、ポリイミド系薄膜、あるいは
シリコン系薄膜に所定の金属を蒸着した部材から構成さ
れていることを特徴とするものである。請求項4に記載
の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の
紫外線発生装置において、ビーム導入口が、ピンホール
もしくはスリット形状に構成されていることを特徴とす
るものである。
According to a third aspect of the present invention, in the ultraviolet ray generating device according to the first or second aspect, the beam introduction port is provided with a predetermined metal in a titanium metal thin film, a polyimide thin film, or a silicon thin film. It is characterized by being composed of a deposited member. According to a fourth aspect of the present invention, in the ultraviolet ray generating device according to any one of the first to third aspects, the beam introduction port is formed in a pinhole or slit shape. is there.

【0013】上記の構成を有する請求項3及び請求項4
に記載の発明によれば、ビーム導入口の材質あるいは形
状を最適化することにより、第1の容器から第2の容器
へ励起ガスが流入して、第2の容器内の圧力が上昇する
のを防止することができる。
[0013] Claims 3 and 4 having the above configuration.
According to the invention described in (1), by optimizing the material or shape of the beam inlet, the excitation gas flows from the first container to the second container, and the pressure in the second container increases. Can be prevented.

【0014】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4のいずれか一に記載の紫外線発生装置において、
第2の容器に、その容器内の真空度を1Pa以下に保つ
排気装置を配設したことを特徴とするものである。上記
の構成を有する請求項5に記載の発明によれば、第2の
容器内の真空度を1Pa以下に保つことができるので、
電子ビーム発生源の長寿命化を図ることができ、ビーム
導入口を介して、第1の容器から第2の容器へ励起ガス
が流入して、第2の容器内の圧力が上昇するのをより高
精度に防止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet generating apparatus according to any one of the first to fourth aspects,
An exhaust device for maintaining the degree of vacuum in the container at 1 Pa or less is provided in the second container. According to the invention described in claim 5 having the above configuration, the degree of vacuum in the second container can be maintained at 1 Pa or less.
It is possible to extend the life of the electron beam source, and to prevent the excitation gas from flowing from the first container to the second container through the beam introduction port and increasing the pressure in the second container. It can be prevented with higher accuracy.

【0015】請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請
求項5のいずれか一に記載の紫外線発生装置において、
第1の容器に、励起ガスを補充する装置を配設したこと
を特徴とするものである。上記の構成を有する請求項6
に記載の発明によれば、第1の容器に励起ガスを補充す
る装置が配設されているので、第1の容器内の励起ガス
のガス密度を常に最適値に保つことができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ultraviolet ray generating device according to any one of the first to fifth aspects, wherein:
An apparatus for replenishing an excitation gas is provided in the first container. Claim 6 having the above configuration.
According to the invention described in (1), since the apparatus for replenishing the first container with the excitation gas is provided, the gas density of the excitation gas in the first container can always be kept at the optimum value.

【0016】請求項7に記載の紫外線発生装置は、紫外
線を透過する誘電体窓を備えた密閉容器内に電子ビーム
発生源を配設し、前記電子ビーム発生源より発生する電
子ビームの軌道に、希ガスを主成分とし酸素またはハロ
ゲンガスを添加した励起ガスを吹きつけるノズルを設け
たことを特徴とするものである。上記の構成を有する請
求項7に記載の発明によれば、請求項1あるいは請求項
2に記載の発明と同様の作用・効果が得られるだけでな
く、紫外線を透過する誘電体窓を備えた真空容器内に電
子ビーム発生源を配設したので、装置の構成がより簡素
化される。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet ray generator, wherein an electron beam source is disposed in a closed container having a dielectric window through which ultraviolet rays pass, and an electron beam generated from the electron beam source is moved along a trajectory of the electron beam. And a nozzle for blowing an excitation gas containing a rare gas as a main component and added with oxygen or a halogen gas. According to the seventh aspect of the present invention having the above-described configuration, not only the same operation and effect as those of the first or second aspect of the invention are obtained, but also a dielectric window that transmits ultraviolet light is provided. Since the electron beam generation source is disposed in the vacuum vessel, the configuration of the device is further simplified.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以
下、実施形態という)を図面を参照して具体的に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be specifically described below with reference to the drawings.

【0018】[1.第1実施形態]本実施形態の紫外線
発生装置は、図1に示したように構成されている。すな
わち、紫外線を透過する誘電体(例えば、石英ガラス、
MgF2 等)により構成された、内部が中空の密閉容器
1の側部に、電子ビーム2を発生させる電子ビーム発生
源を備えた真空容器3が、ビーム導入口5を介して連結
されている。また、前記密閉容器1内には、励起ガス4
が充填されている。
[1. First Embodiment] The ultraviolet ray generator of the present embodiment is configured as shown in FIG. That is, a dielectric (eg, quartz glass,
A vacuum container 3 provided with an electron beam generating source for generating an electron beam 2 is connected to a side portion of a closed container 1 having a hollow inside made of MgF 2 or the like via a beam introduction port 5. . Further, an excitation gas 4
Is filled.

【0019】なお、ビーム導入口5としては、金属のチ
タン等の薄膜、ポリイミド系薄膜あるいはシリコン系薄
膜に、金属の金等を蒸着したものが用いられる。また、
励起ガス4としては、キセノン、クリプトン、アルゴン
等の希ガスと酸素あるいはハロゲンガス等を混合したも
のが用いられる。なお、ハロゲンガスとしては、塩素、
フッ素等が用いられる。また、アルゴン等の希ガスと酸
素の混合比率は、アルゴン等の希ガス99.9%に対し
て酸素0.1%が望ましく、また、アルゴン等の希ガス
とハロゲンガスの混合比率は、アルゴン等の希ガス80
%に対してハロゲンガス20%が望ましい。
As the beam introducing port 5, a metal thin film such as titanium, a polyimide thin film or a silicon thin film obtained by depositing metal gold or the like is used. Also,
As the excitation gas 4, a mixture of a rare gas such as xenon, krypton, or argon and oxygen or a halogen gas is used. In addition, as the halogen gas, chlorine,
Fluorine or the like is used. The mixing ratio of a rare gas such as argon to oxygen is desirably 0.1% oxygen to 99.9% of a rare gas such as argon, and the mixing ratio of a rare gas such as argon and a halogen gas is preferably argon. Noble gas 80 etc.
% Is preferably 20% with respect to%.

【0020】例えば、励起ガスとして、クリプトンガス
に酸素を加えたガスを用いた場合(Kr:99.9%、
2 :0.1%)、図2に示したように、水銀を用いず
に、殺菌・消毒・脱色に効果のある250nm近辺の紫
外線を発生させことができる。また、励起ガスとして、
アルゴンガスに酸素を加えたガスを用いた場合も(A
r:99.9%、O2 :0.1%)、図3に示したよう
に、水銀を用いずに、トリクロロエチレン等の有害物質
の分解に効果のある200nm近辺の紫外線を発生させ
ることができる。
For example, when a gas obtained by adding oxygen to krypton gas is used as the excitation gas (Kr: 99.9%,
O 2 : 0.1%), as shown in FIG. 2, it is possible to generate ultraviolet rays having a wavelength of about 250 nm, which is effective for sterilization, disinfection and decolorization, without using mercury. Also, as the excitation gas,
In the case where a gas obtained by adding oxygen to argon gas is also used (A
r: 99.9%, O 2 : 0.1%), as shown in FIG. 3, it is possible to generate ultraviolet rays near 200 nm which is effective in decomposing harmful substances such as trichlorethylene without using mercury. it can.

【0021】上記のような構成を有する本実施形態の紫
外線発生装置においては、電子ビーム発生源を備えた真
空容器3から、電子ビーム2がビーム導入口5を介して
密閉容器1内に導入される。そして、密閉容器1に入射
した電子ビーム2は、密閉容器1内に充填された励起ガ
ス4と反応してプラズマ6を形成し、このプラズマが紫
外線7を発生させる。発生した紫外線光7は、紫外線を
透過する誘電体により構成された密閉容器1の外部に伝
搬し、種々の目的に利用される。
In the ultraviolet ray generating apparatus of the present embodiment having the above-described configuration, the electron beam 2 is introduced into the closed vessel 1 through the beam inlet 5 from the vacuum vessel 3 provided with an electron beam source. You. Then, the electron beam 2 incident on the closed container 1 reacts with the excitation gas 4 filled in the closed container 1 to form a plasma 6, which generates ultraviolet rays 7. The generated ultraviolet light 7 propagates to the outside of the sealed container 1 made of a dielectric material that transmits ultraviolet light, and is used for various purposes.

【0022】また、励起ガスとして、クリプトンガスに
酸素を加えたガスを用いた場合には、250nm近辺の
紫外線を発生させことができるので、水銀を用いること
なく、殺菌装置等に最適な波長を有する紫外線を発生さ
せることができる。また、励起ガスとして、アルゴンガ
スに酸素を加えたガスを用いた場合には、200nm近
辺の紫外線を発生させることができるので、水銀を用い
ることなく、有害物分解装置等に最適な波長を有する紫
外線を発生させることができる。このように、本実施形
態によれば、同一の装置で、充填する励起ガスの組成を
変えることにより、多用途の紫外線発生装置を提供する
ことができる。
Further, when a gas obtained by adding oxygen to krypton gas is used as the excitation gas, an ultraviolet ray of about 250 nm can be generated, so that the optimum wavelength for a sterilizer or the like can be obtained without using mercury. UV light can be generated. In addition, when a gas obtained by adding oxygen to an argon gas is used as the excitation gas, ultraviolet light having a wavelength around 200 nm can be generated. Ultraviolet light can be generated. As described above, according to the present embodiment, a versatile ultraviolet light generator can be provided by changing the composition of the excitation gas to be filled with the same device.

【0023】[2.第2実施形態]本実施形態の紫外線
発生装置は、上記第1実施形態の変形例であり、図4に
示したように構成されている。すなわち、紫外線を透過
する誘電体窓10を上下面に備えた密閉容器11の側部
に、電子ビーム2を発生させる電子ビーム発生源を備え
た真空容器3が、ビーム導入口5を介して連結されてい
る。また、前記密閉容器1内には、励起ガス4が充填さ
れている。その他の構成は、上記第1実施形態と同様で
あるので、説明は省略する。なお、前記誘電体窓10の
材料としては、石英ガラスを用いることができる。ま
た、励起ガス4としては、第1実施形態と同様に、キセ
ノン、クリプトン、アルゴン等の希ガスと酸素あるいは
ハロゲンガス等を混合したものが用いられる。
[2. Second Embodiment] The ultraviolet ray generating device of the present embodiment is a modification of the first embodiment, and is configured as shown in FIG. That is, a vacuum container 3 having an electron beam generating source for generating the electron beam 2 is connected to a side portion of a closed container 11 having upper and lower surfaces of a dielectric window 10 that transmits ultraviolet rays through a beam introduction port 5. Have been. The closed vessel 1 is filled with an excitation gas 4. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. In addition, quartz glass can be used as a material of the dielectric window 10. Further, as in the first embodiment, a mixture of a rare gas such as xenon, krypton, and argon and oxygen or a halogen gas is used as the excitation gas 4.

【0024】上記のような構成を有する本実施形態の紫
外線発生装置においては、電子ビーム発生源を備えた真
空容器3から、電子ビーム2がビーム導入口5を介して
密閉容器1内に導入される。そして、密閉容器1に入射
した電子ビーム2は、密閉容器1内に充填された励起ガ
ス4と反応してプラズマ6を形成し、このプラズマが紫
外線7を発生させる。発生した紫外線光7は、紫外線を
透過する誘電体窓10から密閉容器11の外部に伝搬
し、種々の目的に利用される。特に、誘電体窓10を備
えた金属容器としたことにより、容易にガス交換でき、
ガス交換による波長可変を容易にできるという利点があ
る。
In the ultraviolet ray generator of the present embodiment having the above-described configuration, the electron beam 2 is introduced into the closed vessel 1 through the beam inlet 5 from the vacuum vessel 3 provided with the electron beam source. You. Then, the electron beam 2 incident on the closed container 1 reacts with the excitation gas 4 filled in the closed container 1 to form a plasma 6, which generates ultraviolet rays 7. The generated ultraviolet light 7 propagates from the dielectric window 10 that transmits ultraviolet light to the outside of the sealed container 11 and is used for various purposes. In particular, by using a metal container provided with the dielectric window 10, gas can be easily exchanged,
There is an advantage that the wavelength can be easily changed by gas exchange.

【0025】また、本実施形態においても、励起ガス4
として、キセノン、クリプトン、アルゴン等の希ガスと
酸素あるいはハロゲンガス等を混合したものを用いてい
るので、第1実施形態と同様に、同一の装置で、充填す
る励起ガスの組成を変えることにより、多用途の紫外線
発生装置を提供することができる。
Also in this embodiment, the excitation gas 4
Since a mixture of a rare gas such as xenon, krypton, or argon and oxygen or a halogen gas is used as in the first embodiment, the same device is used to change the composition of the excitation gas to be filled. Thus, a versatile ultraviolet light generator can be provided.

【0026】[3.第3実施形態]本実施形態の紫外線
発生装置は、上記第2実施形態の変形例であり、図5に
示したように構成されている。すなわち、紫外線を透過
する誘電体窓10を備えた密閉容器11の側部に、電子
ビーム2を発生させる電子ビーム発生源を備えた真空容
器3が、ピンホール21もしくはスリットで構成された
ビーム導入口を介して連結されている。また、前記密閉
容器11内には、励起ガス4が充填されている。さら
に、前記真空容器3内には、電子を発生させる電子銃2
2と、発生した電子を所定のエネルギーまで加速するた
めの加速電極23が配置されている。なお、前記真空容
器3に排気装置24を連結し、真空容器内の真空度を1
Pa以下に保つことができるように構成しても良い。そ
の他の構成は、上記第2実施形態と同様であるので、説
明は省略する。
[3. Third Embodiment] An ultraviolet generator according to the present embodiment is a modification of the above-described second embodiment, and is configured as shown in FIG. That is, a vacuum vessel 3 provided with an electron beam generating source for generating an electron beam 2 is provided on a side of a closed vessel 11 provided with a dielectric window 10 that transmits ultraviolet light, by a beam introduction system comprising a pinhole 21 or a slit. It is connected through the mouth. The closed vessel 11 is filled with the excitation gas 4. Further, an electron gun 2 for generating electrons is provided in the vacuum vessel 3.
2 and an accelerating electrode 23 for accelerating the generated electrons to a predetermined energy. In addition, an exhaust device 24 is connected to the vacuum container 3, and the degree of vacuum in the vacuum container is set to 1
You may comprise so that it may maintain Pa or less. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted.

【0027】上記のような構成を有する本実施形態の紫
外線発生装置においては、上記第2実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、ビーム導入口がピンホ
ール21もしくはスリットで構成されているため、電子
ビーム発生源側の真空容器3に励起ガス4が流入するこ
とを防止することができる。
In the ultraviolet ray generating apparatus of the present embodiment having the above-described configuration, not only the same operation and effect as in the second embodiment can be obtained, but also the beam introduction port is constituted by the pinhole 21 or the slit. Therefore, it is possible to prevent the excitation gas 4 from flowing into the vacuum vessel 3 on the electron beam source side.

【0028】また、電子銃22の長寿命化のためには、
電子銃を収納した容器内の真空度は1Pa以下にする必
要があり、一方、発生する紫外線光の輝度を稼ぐために
は、電子ビームが照射される励起ガスのガス密度を、1
000〜3,000,000Pa相当にすることが望ま
しい。そのため、真空容器3に排気装置24を連結して
設けた場合には、排気装置24によって真空容器3内を
1Pa以下の真空度に保つことができるので、ピンホー
ル21もしくはスリットより電子ビーム発生源側の真空
容器3に励起ガス4が流入して圧力が上がるのを、より
高精度に防止することができる。
In order to extend the life of the electron gun 22,
The degree of vacuum in the container containing the electron gun must be 1 Pa or less. On the other hand, in order to increase the brightness of the generated ultraviolet light, the gas density of the excitation gas irradiated with the electron beam must be 1
It is desirable to make it equivalent to 000 to 3,000,000 Pa. Therefore, when the exhaust device 24 is connected to the vacuum container 3, the vacuum device 3 can be maintained at a degree of vacuum of 1 Pa or less by the exhaust device 24. It is possible to prevent the pressure from rising due to the flow of the excitation gas 4 into the vacuum container 3 on the side with higher precision.

【0029】[4.第4実施形態]本実施形態の紫外線
発生装置は、図6に示したように構成されている。すな
わち、紫外線を透過する誘電体窓31を備えた真空容器
30内に、電子ビーム発生源である電子銃32と、発生
した電子を所定のエネルギーまで加速するための加速電
極33を配置し、前記電子ビーム発生源より発生する電
子ビーム2の軌道上に、励起ガスを吹き出すノズル34
を設け、電子ビーム2によりプラズマ6を発生させるこ
とによって紫外線7を発生させるように構成されてい
る。
[4. Fourth Embodiment] The ultraviolet ray generator of the present embodiment is configured as shown in FIG. That is, an electron gun 32 as an electron beam source and an accelerating electrode 33 for accelerating generated electrons to a predetermined energy are arranged in a vacuum vessel 30 having a dielectric window 31 that transmits ultraviolet rays. Nozzle 34 for blowing out an excitation gas on the trajectory of electron beam 2 generated from the electron beam source
, And the ultraviolet rays 7 are generated by generating the plasma 6 by the electron beam 2.

【0030】なお、前記真空容器30の真空度を1Pa
以下に保つために、排気装置35を真空容器30に連結
して設けても良い。また、排気装置35により排出した
励起ガスを、再び真空容器30内に戻して、再度励起ガ
スとして利用することができるように構成しても良い。
The degree of vacuum of the vacuum vessel 30 is 1 Pa
In order to keep the following, the exhaust device 35 may be provided to be connected to the vacuum container 30. Further, the excitation gas discharged by the exhaust device 35 may be returned to the inside of the vacuum vessel 30 again so that the excitation gas can be reused as the excitation gas.

【0031】上記のような構成を有する本実施形態の紫
外線発生装置においては、上記の各実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、紫外線を透過する誘電
体窓を備えた真空容器内に電子ビーム発生源を配設した
ので、装置の構成がより簡素化される。
In the ultraviolet ray generator of the present embodiment having the above-described configuration, not only the same operation and effect as those of the above-described embodiments can be obtained, but also a vacuum vessel having a dielectric window that transmits ultraviolet rays. Since the electron beam generation source is disposed inside, the configuration of the device is further simplified.

【0032】[5.他の実施形態]なお、本発明は上述
した実施形態に限定されるものではなく、密閉容器内に
充填された励起ガスが、ビーム導入口から外部もしくは
真空容器に流失して、密閉容器内の圧力が下がるのを防
ぐために、密閉容器に励起ガスを補充する装置を備えて
もよい。
[5. Other Embodiments] Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the excitation gas filled in the closed container flows out of the beam introduction port to the outside or the vacuum container, and the inside of the closed container is In order to prevent the pressure from dropping, a device for replenishing the closed vessel with the excitation gas may be provided.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、本発明によれば、水銀を用いるこ
となく、殺菌装置あるいは有害物分解装置に最適な波長
の紫外線を高効率で発生させることができる紫外線発生
装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultraviolet ray generator capable of efficiently generating ultraviolet rays having a wavelength optimal for a sterilizer or a harmful substance decomposer without using mercury. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る紫外線発生装置の第1実施形態の
構成を示す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of an ultraviolet ray generator according to the present invention.

【図2】励起ガスとして、クリプトンガスに酸素を加え
たガスを用いた場合の紫外線スペクトルを示す図
FIG. 2 is a view showing an ultraviolet spectrum when a gas obtained by adding oxygen to krypton gas is used as an excitation gas.

【図3】励起ガスとして、アルゴンガスに酸素を加えた
ガスを用いた場合の紫外線スペクトルを示す図
FIG. 3 is a view showing an ultraviolet spectrum when a gas obtained by adding oxygen to an argon gas is used as an excitation gas;

【図4】本発明に係る紫外線発生装置の第2実施形態の
構成を示す概略図
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the ultraviolet ray generator according to the present invention.

【図5】本発明に係る紫外線発生装置の第3実施形態の
構成を示す概略図
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a third embodiment of the ultraviolet ray generator according to the present invention.

【図6】本発明に係る紫外線発生装置の第4実施形態の
構成を示す概略図
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the ultraviolet ray generator according to the present invention.

【図7】紫外放射と、大腸菌の致死作用スペクトル及び
DNA吸収スペクトルの関係を示す図
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between ultraviolet radiation and the lethal action spectrum and DNA absorption spectrum of Escherichia coli.

【図8】紫外放射と、トリクロロエチレンの吸収スペク
トルの関係を示す図
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between ultraviolet radiation and the absorption spectrum of trichloroethylene.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11…密閉容器 2…電子ビーム 3…真空容器 4…励起ガス 5…プラズマ 6…ビーム導入口 7…紫外線 10…誘電体窓 21…ピンホール 22…電子銃 23…加速電極 24…排気装置 30…真空容器 31…誘電体窓 32…電子銃 33…加速電極 34…ノズル 35…排気装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 ... Closed container 2 ... Electron beam 3 ... Vacuum container 4 ... Excited gas 5 ... Plasma 6 ... Beam introduction port 7 ... Ultraviolet 10 ... Dielectric window 21 ... Pinhole 22 ... Electron gun 23 ... Acceleration electrode 24 ... Exhaust device Reference Signs List 30 vacuum chamber 31 dielectric window 32 electron gun 33 accelerating electrode 34 nozzle 35 exhaust device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 紫外線を透過する誘電体により構成され
た第1の容器に、内部に電子ビーム発生源を備えた第2
の容器をビーム導入口を介して連結し、 前記第1の容器に、希ガスを主成分とし酸素またはハロ
ゲンガスを添加した励起ガスを充填し、 前記第2の容器から第1の容器へ電子ビームを照射する
ように構成したことを特徴とする紫外線発生装置。
1. A first container made of a dielectric material that transmits ultraviolet light, a second container having an electron beam generation source therein.
Are connected via a beam inlet, and the first container is filled with an excitation gas containing a rare gas as a main component and oxygen or a halogen gas added thereto. Electrons are transferred from the second container to the first container. An ultraviolet ray generator, wherein the ultraviolet ray generator is configured to irradiate a beam.
【請求項2】 紫外線を透過する誘電体窓を備えた第1
の容器に、内部に電子ビーム発生源を備えた第2の容器
をビーム導入口を介して連結し、 前記第1の容器に、希ガスを主成分とし酸素またはハロ
ゲンガスを添加した励起ガスを充填し、 前記第2の容器から第1の容器へ電子ビームを照射する
ように構成したことを特徴とする紫外線発生装置。
2. A first device having a dielectric window that transmits ultraviolet light.
A second container provided with an electron beam source therein is connected via a beam inlet to the container, and an excitation gas containing a rare gas as a main component and oxygen or a halogen gas added thereto is added to the first container. An ultraviolet ray generator, wherein the ultraviolet ray generator is filled and irradiated with an electron beam from the second container to the first container.
【請求項3】 前記ビーム導入口が、金属チタンの薄
膜、ポリイミド系薄膜、あるいはシリコン系薄膜に所定
の金属を蒸着した部材から構成されていることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の紫外線発生装置。
3. The method according to claim 1, wherein the beam introduction port is formed of a member obtained by depositing a predetermined metal on a titanium metal thin film, a polyimide thin film, or a silicon thin film. The ultraviolet generator according to the above.
【請求項4】 前記ビーム導入口が、ピンホールもしく
はスリット形状に構成されていることを特徴とする請求
項1乃至請求項3のいずれか一に記載の紫外線発生装
置。
4. The ultraviolet ray generating apparatus according to claim 1, wherein said beam introducing port is formed in a pinhole or slit shape.
【請求項5】 前記第2の容器に、その容器内の真空度
を1Pa以下に保つ排気装置を配設したことを特徴とす
る請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の紫外線発
生装置。
5. An ultraviolet ray generator according to claim 1, wherein an exhaust device for maintaining a degree of vacuum in the container at 1 Pa or less is provided in the second container. apparatus.
【請求項6】 前記第1の容器に、前記励起ガスを補充
する装置を配設したことを特徴とする請求項1乃至請求
項5のいずれか一に記載の紫外線発生装置。
6. The ultraviolet generator according to claim 1, wherein a device for replenishing the excitation gas is provided in the first container.
【請求項7】 紫外線を透過する誘電体窓を備えた密閉
容器内に電子ビーム発生源を配設し、前記電子ビーム発
生源より発生する電子ビームの軌道に、希ガスを主成分
とし酸素またはハロゲンガスを添加した励起ガスを吹き
つけるノズルを設けたことを特徴とする紫外線発生装
置。
7. An electron beam source is provided in a sealed container provided with a dielectric window that transmits ultraviolet light, and the orbit of an electron beam generated from the electron beam source is mainly composed of a rare gas containing oxygen or oxygen as a main component. An ultraviolet ray generator comprising a nozzle for blowing an excitation gas to which a halogen gas is added.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102374482B1 (en) * 2021-06-29 2022-03-16 주식회사 자이시스 Semiconductor manufacturing apparatus

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