JP2001052653A - 紫外線発生装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 紫外線を透過する所定の誘電体により構
成された、内部が中空の誘電体容器１の側部に一対の電
極２を設け、この電極２に交流もしくはパルス電圧を通
電する電源４を接続し、誘電体容器１内に放電ガス３を
充填する。電極２に電源４により交流もしくはパルス電
圧を通電することにより、誘電体容器１の内表面に沿っ
て放電を発生させ、この放電によってプラズマを発生さ
せ、紫外線光５を発生させる。放電ガス３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を用いる。
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。 【解決手段】 紫外線を透過する所定の誘電体により構
成された、内部が中空の誘電体容器１の側部に一対の電
極２を設け、この電極２に交流もしくはパルス電圧を通
電する電源４を接続し、誘電体容器１内に放電ガス３を
充填する。電極２に電源４により交流もしくはパルス電
圧を通電することにより、誘電体容器１の内表面に沿っ
て放電を発生させ、この放電によってプラズマを発生さ
せ、紫外線光５を発生させる。放電ガス３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を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沿面放電によりキ
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。
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。
【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。
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２２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。
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。
【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。
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。
【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２３に示したように、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２００ｎ
ｍ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。
は、波長１８５ｎｍの低圧水銀ランプが使用されてい
る。これは、図２３に示したように、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２００ｎ
ｍ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。
【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。
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。
【０００７】また、エキシマランプでは、紫外線発生効
率が低いため、熱の発生量が多く、入力を上げると熱膨
張の差からランプが破損しやすく、熱による温度上昇に
より効率が下がってしまう場合があった。
率が低いため、熱の発生量が多く、入力を上げると熱膨
張の差からランプが破損しやすく、熱による温度上昇に
より効率が下がってしまう場合があった。
【０００８】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。
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。
【０００９】
【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誘電体容器の外部あるいは
内部に電極を設け、前記誘電体容器内に、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放電ガスを充
填し、前記電極に通電するように構成したことを特徴と
するものである。
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誘電体容器の外部あるいは
内部に電極を設け、前記誘電体容器内に、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放電ガスを充
填し、前記電極に通電するように構成したことを特徴と
するものである。
【００１０】上記のような構成を有する請求項１に記載
の発明によれば、誘電体容器の外部あるいは内部に配設
した電極に通電することにより、誘電体容器内に充填さ
れた放電ガスを放電させてプラズマを形成し、このプラ
ズマが紫外線光を発生させる。また、放電ガスとして、
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
所定の放電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。
の発明によれば、誘電体容器の外部あるいは内部に配設
した電極に通電することにより、誘電体容器内に充填さ
れた放電ガスを放電させてプラズマを形成し、このプラ
ズマが紫外線光を発生させる。また、放電ガスとして、
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
所定の放電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。
【００１１】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金属容器の内部に電極を
設け、前記金属容器内に、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放電ガスを充填し、前記電極
に通電するように構成したことを特徴とするものであ
る。上記のような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。
線を透過する誘電体窓を備えた金属容器の内部に電極を
設け、前記金属容器内に、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放電ガスを充填し、前記電極
に通電するように構成したことを特徴とするものであ
る。上記のような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。
【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、前記容器内
部に配設される電極が、複数の直線状電極を、誘電体に
より形成された基板上に所定のピッチで配置してなるも
のであることを特徴とするものである。上記のような構
成を有する請求項３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、容器内部に配設される電極として、複
数の直線状電極を誘電体よりなる基板上に所定のピッチ
で配置した電極を用いたことにより、前記基板の表面に
沿って沿面放電を発生させることができるので、より均
一な紫外線光を得ることができる。
請求項２に記載の紫外線発生装置において、前記容器内
部に配設される電極が、複数の直線状電極を、誘電体に
より形成された基板上に所定のピッチで配置してなるも
のであることを特徴とするものである。上記のような構
成を有する請求項３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、容器内部に配設される電極として、複
数の直線状電極を誘電体よりなる基板上に所定のピッチ
で配置した電極を用いたことにより、前記基板の表面に
沿って沿面放電を発生させることができるので、より均
一な紫外線光を得ることができる。
【００１３】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、
前記容器内部に配設される電極の表面が、所定の誘電体
により被覆されていることを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項４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、容器内部に配設される
電極の表面を所定の誘電体により被覆したことにより、
電極の消耗とガスの劣化防止という効果が得られる。
求項３のいずれか一に記載の紫外線発生装置において、
前記容器内部に配設される電極の表面が、所定の誘電体
により被覆されていることを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項４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、容器内部に配設される
電極の表面を所定の誘電体により被覆したことにより、
電極の消耗とガスの劣化防止という効果が得られる。
【００１４】請求項５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る誘電体容器を、内
側容器及び外側容器からなる２重管の円筒形状とし、前
記内側容器の内部と外側容器の外部に電極を設け、前記
誘電体容器内に、希ガスを主成分とし酸素またはハロゲ
ンガスを添加した放電ガスを充填し、前記電極に通電す
るように構成したことを特徴とするものである。上記の
ような構成を有する請求項５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、内側容器の内部と外側容器の
外部に電極を設け、これに通電することにより、誘電体
容器の内表面に沿って均一な沿面放電を発生させること
ができるので、より均一な紫外線光を得ることができ
る。
線を透過する誘電体により構成される誘電体容器を、内
側容器及び外側容器からなる２重管の円筒形状とし、前
記内側容器の内部と外側容器の外部に電極を設け、前記
誘電体容器内に、希ガスを主成分とし酸素またはハロゲ
ンガスを添加した放電ガスを充填し、前記電極に通電す
るように構成したことを特徴とするものである。上記の
ような構成を有する請求項５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、内側容器の内部と外側容器の
外部に電極を設け、これに通電することにより、誘電体
容器の内表面に沿って均一な沿面放電を発生させること
ができるので、より均一な紫外線光を得ることができ
る。
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の紫外線発生装置において、前記内側容器の内壁、ある
いは外側容器の外壁に、紫外線反射物を設置したことを
特徴とするものである。上記のような構成を有する請求
項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同
様の作用・効果が得られるだけでなく、内側容器の内壁
あるいは外側容器の外壁に紫外線反射物を設置したこと
により、２重管の外部もしくは内部の片方から紫外線光
を取り出すことができるので、発生した紫外線光をより
有効に利用することができる。
の紫外線発生装置において、前記内側容器の内壁、ある
いは外側容器の外壁に、紫外線反射物を設置したことを
特徴とするものである。上記のような構成を有する請求
項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同
様の作用・効果が得られるだけでなく、内側容器の内壁
あるいは外側容器の外壁に紫外線反射物を設置したこと
により、２重管の外部もしくは内部の片方から紫外線光
を取り出すことができるので、発生した紫外線光をより
有効に利用することができる。
【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請
求項６のいずれか一に記載の紫外線発生装置において、
内部に冷却媒体を循環させる冷却手段を設けたことを特
徴とするものである。上記のような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、
冷却手段を設けたことにより、放電により発生した熱を
除去することができるので、紫外線の発生効率の低下を
防止することができる。
求項６のいずれか一に記載の紫外線発生装置において、
内部に冷却媒体を循環させる冷却手段を設けたことを特
徴とするものである。上記のような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、
冷却手段を設けたことにより、放電により発生した熱を
除去することができるので、紫外線の発生効率の低下を
防止することができる。
【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の紫外線発生装置において、前記冷却媒体として、所望
の紫外線波長に対する吸収率の低い冷却媒体を用いたこ
とを特徴とするものである。上記のような構成を有する
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明
と同様の作用・効果が得られるだけでなく、所望の紫外
線波長に対する吸収率の低い冷却媒体を用いることによ
り、紫外線の取り出し効率が高くなる。
の紫外線発生装置において、前記冷却媒体として、所望
の紫外線波長に対する吸収率の低い冷却媒体を用いたこ
とを特徴とするものである。上記のような構成を有する
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明
と同様の作用・効果が得られるだけでなく、所望の紫外
線波長に対する吸収率の低い冷却媒体を用いることによ
り、紫外線の取り出し効率が高くなる。
【００１８】
【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。
下、実施形態という）を図面を参照して具体的に説明す
る。
【００１９】［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、内部が中空の誘電体容
器１の側部に一対の電極２が設けられ、この電極２に交
流もしくはパルス電圧を通電する電源４に接続されてい
る。また、前記誘電体容器１内には、放電ガス３が充填
されている。
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、内部が中空の誘電体容
器１の側部に一対の電極２が設けられ、この電極２に交
流もしくはパルス電圧を通電する電源４に接続されてい
る。また、前記誘電体容器１内には、放電ガス３が充填
されている。
【００２０】放電ガス３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９
９．９％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。
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９
９．９％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。
【００２１】例えば、放電ガスとして、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％、
Ｏ2 ：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、放電ガスとして、
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。
に酸素を加えたガスを用いた場合（Ｋｒ：９９．９％、
Ｏ2 ：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、放電ガスとして、
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。
【００２２】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、電極２に電源４により交流も
しくはパルス電圧を通電することにより、誘電体容器１
の内部の表面に沿って放電を発生させる。この放電によ
ってプラズマが発生し、紫外線光５を発生させる。発生
した紫外線光５は、紫外線を透過する誘電体により構成
された誘電体容器１を透過し、外部に取り出される。
外線発生装置においては、電極２に電源４により交流も
しくはパルス電圧を通電することにより、誘電体容器１
の内部の表面に沿って放電を発生させる。この放電によ
ってプラズマが発生し、紫外線光５を発生させる。発生
した紫外線光５は、紫外線を透過する誘電体により構成
された誘電体容器１を透過し、外部に取り出される。
【００２３】また、放電ガスとして、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、放電ガスとして、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、充填する放電ガスの組成を
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。
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、放電ガスとして、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、充填する放電ガスの組成を
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。
【００２４】なお、図４に示したように、電極２を誘電
体容器１の内部に設け、その表面に誘電体コーティング
６もしくは誘電体被覆を施し、この誘電体コーティング
６の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発
生させてもよい。誘電体コーティング６としては、鉛ガ
ラスやＭｇＯを用いている。また、図５に示したよう
に、誘電体容器１の内側に電極２を貼り付け、さらにそ
の表面に誘電体コーティング６を施し、この誘電体コー
ティング６の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線
光５を発生させてもよい。さらに、図６及び図７に示し
たように、複数の直線状の電極２を誘電体により形成さ
れた放電基板７上に所定のピッチで配置し、その表面に
誘電体コーティング６を施して、誘電体容器１の内部に
配設しても良い。この場合、放電ガス３雰囲気中で前記
直線状の電極２に通電することにより、前記放電基板７
の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発生
させることができる。
体容器１の内部に設け、その表面に誘電体コーティング
６もしくは誘電体被覆を施し、この誘電体コーティング
６の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発
生させてもよい。誘電体コーティング６としては、鉛ガ
ラスやＭｇＯを用いている。また、図５に示したよう
に、誘電体容器１の内側に電極２を貼り付け、さらにそ
の表面に誘電体コーティング６を施し、この誘電体コー
ティング６の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線
光５を発生させてもよい。さらに、図６及び図７に示し
たように、複数の直線状の電極２を誘電体により形成さ
れた放電基板７上に所定のピッチで配置し、その表面に
誘電体コーティング６を施して、誘電体容器１の内部に
配設しても良い。この場合、放電ガス３雰囲気中で前記
直線状の電極２に通電することにより、前記放電基板７
の表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発生
させることができる。
【００２５】［２．第２実施形態］本実施形態の紫外線
発生装置は、図８に示したように構成されている。すな
わち、紫外線光５を透過する誘電体窓１０を備えた金属
容器１１の内部に、誘電体でコーティングもしくは覆わ
れた電極２が設けられ、この電極２は、交流もしくはパ
ルス電圧を通電する電源４に接続されている。また、前
記金属容器１１内には、放電ガス３が充填されている。
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、放電ガス３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。
発生装置は、図８に示したように構成されている。すな
わち、紫外線光５を透過する誘電体窓１０を備えた金属
容器１１の内部に、誘電体でコーティングもしくは覆わ
れた電極２が設けられ、この電極２は、交流もしくはパ
ルス電圧を通電する電源４に接続されている。また、前
記金属容器１１内には、放電ガス３が充填されている。
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、放電ガス３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。
【００２６】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１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、電極２に電源４により
交流もしくはパルス電圧を通電することにより、誘電体
コーティング６の表面に沿って沿面放電を発生させて、
紫外線光５を発生させ、この紫外線光５を誘電体窓１０
より外部に取り出すことができる。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。
外線発生装置においては、上記第１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、電極２に電源４により
交流もしくはパルス電圧を通電することにより、誘電体
コーティング６の表面に沿って沿面放電を発生させて、
紫外線光５を発生させ、この紫外線光５を誘電体窓１０
より外部に取り出すことができる。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。
【００２７】なお、図９に示したように、複数の直線状
の電極２を誘電体により形成された放電基板７上に所定
のピッチで配置し、その表面に誘電体コーティング６を
施して、誘電体窓１０を備えた金属容器１１の内部に配
設しても良い。この場合、放電ガス３雰囲気中で前記直
線状の電極２に通電することにより、前記放電基板７の
表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発生さ
せることができる。
の電極２を誘電体により形成された放電基板７上に所定
のピッチで配置し、その表面に誘電体コーティング６を
施して、誘電体窓１０を備えた金属容器１１の内部に配
設しても良い。この場合、放電ガス３雰囲気中で前記直
線状の電極２に通電することにより、前記放電基板７の
表面に沿って沿面放電を発生させ、紫外線光５を発生さ
せることができる。
【００２８】また、上記「所定のピッチ」は、ガスの種
類、その圧力、誘電体の種類、その厚み等によって最適
値が実験的に定まってくるが、本実施形態では、少なく
とも幅約２００μｍの直線状電極を１０ｍｍ以内の間隔
をおいて配置した時に最適値となることを確認してい
る。
類、その圧力、誘電体の種類、その厚み等によって最適
値が実験的に定まってくるが、本実施形態では、少なく
とも幅約２００μｍの直線状電極を１０ｍｍ以内の間隔
をおいて配置した時に最適値となることを確認してい
る。
【００２９】［３．第３実施形態］本実施形態の紫外線
発生装置は、誘電体容器あるいは電極に冷却手段を設け
たものである。すなわち、本実施形態においては、図１
０に示したように、誘電体容器１の底面に、空気、冷却
水または油等の流体の冷媒を循環させる冷媒流路２０が
設けられている。
発生装置は、誘電体容器あるいは電極に冷却手段を設け
たものである。すなわち、本実施形態においては、図１
０に示したように、誘電体容器１の底面に、空気、冷却
水または油等の流体の冷媒を循環させる冷媒流路２０が
設けられている。
【００３０】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１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、誘電体容器１の底面に
設けられた冷媒流路２０に、空気、冷却水または油等の
流体の冷媒を循環させることにより、放電により発生し
た熱を除去することができるので、誘電体容器１の全体
もしくは一部を冷却することができ、紫外線発生効率の
低下を防止することができる。なお、図１１に示したよ
うに、電極２の内部に、空気、冷却水または油等の流体
の冷媒を循環させる冷媒流路２１を設けてもよい。
外線発生装置においては、上記第１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、誘電体容器１の底面に
設けられた冷媒流路２０に、空気、冷却水または油等の
流体の冷媒を循環させることにより、放電により発生し
た熱を除去することができるので、誘電体容器１の全体
もしくは一部を冷却することができ、紫外線発生効率の
低下を防止することができる。なお、図１１に示したよ
うに、電極２の内部に、空気、冷却水または油等の流体
の冷媒を循環させる冷媒流路２１を設けてもよい。
【００３１】［４．第４実施形態］本実施形態の紫外線
発生装置は、紫外線を透過する誘電体により構成される
誘電体容器３０を、２重管の円筒状に構成したものであ
る。すなわち、本実施形態においては、図１２に示した
ように、誘電体容器３０が内側円筒３０ａと外側円筒３
０ｂの２重管の円筒状に構成されている。そして、内側
円筒３０ａ内には、内部に冷媒流路２１が形成された電
極２が配設され、また、外側円筒３０ｂの外側には、網
状のメッシュ電極２ａが配設され、電極２及びメッシュ
電極２ａが電源４に接続されている。さらに、前記内側
円筒３０ａと外側円筒３０ｂにより形成された放電空間
３１には、放電ガス３が充填されている。なお、放電ガ
ス３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。
発生装置は、紫外線を透過する誘電体により構成される
誘電体容器３０を、２重管の円筒状に構成したものであ
る。すなわち、本実施形態においては、図１２に示した
ように、誘電体容器３０が内側円筒３０ａと外側円筒３
０ｂの２重管の円筒状に構成されている。そして、内側
円筒３０ａ内には、内部に冷媒流路２１が形成された電
極２が配設され、また、外側円筒３０ｂの外側には、網
状のメッシュ電極２ａが配設され、電極２及びメッシュ
電極２ａが電源４に接続されている。さらに、前記内側
円筒３０ａと外側円筒３０ｂにより形成された放電空間
３１には、放電ガス３が充填されている。なお、放電ガ
ス３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。
【００３２】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１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、誘電体容器３０が内側
円筒３０ａと外側円筒３０ｂの２重管の円筒状に構成さ
れ、その中心部に配設された電極２の内部に設けられた
冷媒流路２１に、空気、冷却水または油等の流体の冷媒
を循環させることにより、放電により発生した熱を除去
することができるので、誘電体容器３０の全体もしくは
一部を冷却することができ、紫外線発生効率の低下を防
止することができる。
外線発生装置においては、上記第１実施形態と同様の作
用・効果が得られるだけでなく、誘電体容器３０が内側
円筒３０ａと外側円筒３０ｂの２重管の円筒状に構成さ
れ、その中心部に配設された電極２の内部に設けられた
冷媒流路２１に、空気、冷却水または油等の流体の冷媒
を循環させることにより、放電により発生した熱を除去
することができるので、誘電体容器３０の全体もしくは
一部を冷却することができ、紫外線発生効率の低下を防
止することができる。
【００３３】また、図１３に示したように、内側円筒３
０ａの内側にコイル電極２ｂを配設し、内側円筒３０ａ
の内側を、冷却水や油等の液体の冷媒を循環させる冷却
水流路３２とする。また、外側円筒３０ｂの外側には、
網状のメッシュ電極２ａを配設し、メッシュ電極２ａ及
びコイル電極２ｂを電源４に接続する。さらに、前記内
側円筒３０ａと外側円筒３０ｂにより形成された放電空
間３１に、放電ガス３を充填する構成としても良い。な
お、このように、電極をコイル状にすることにより、紫
外線が透過しやすくなるので、紫外線の開口率が高まる
という利点がある。
０ａの内側にコイル電極２ｂを配設し、内側円筒３０ａ
の内側を、冷却水や油等の液体の冷媒を循環させる冷却
水流路３２とする。また、外側円筒３０ｂの外側には、
網状のメッシュ電極２ａを配設し、メッシュ電極２ａ及
びコイル電極２ｂを電源４に接続する。さらに、前記内
側円筒３０ａと外側円筒３０ｂにより形成された放電空
間３１に、放電ガス３を充填する構成としても良い。な
お、このように、電極をコイル状にすることにより、紫
外線が透過しやすくなるので、紫外線の開口率が高まる
という利点がある。
【００３４】また、冷媒の媒質を、必要としている紫外
線波長に対して吸収率の低いものを用いることにより、
その部分での紫外線の吸収を抑えることができるので、
紫外線の取り出し効率を高めることができる。さらに、
冷媒の媒質内の紫外線の光路長を短くとることにより、
必要としている紫外線の吸収を抑えることができるの
で、紫外線の取り出し効率を高めることができる。
線波長に対して吸収率の低いものを用いることにより、
その部分での紫外線の吸収を抑えることができるので、
紫外線の取り出し効率を高めることができる。さらに、
冷媒の媒質内の紫外線の光路長を短くとることにより、
必要としている紫外線の吸収を抑えることができるの
で、紫外線の取り出し効率を高めることができる。
【００３５】また、図１４に示したように、冷却水流路
３２を形成した内側円筒３０ａの内側に、紫外線反射コ
ーティング３３もしくは紫外線反射物を設置して、２重
管の外側から紫外線光５を取り出すように構成しても良
い。
３２を形成した内側円筒３０ａの内側に、紫外線反射コ
ーティング３３もしくは紫外線反射物を設置して、２重
管の外側から紫外線光５を取り出すように構成しても良
い。
【００３６】さらに、図１５に示したように、内側円筒
３０ａの内側にコイル電極２ｂを配設し、内側円筒３０
ａの内側を、空気等のガス状の冷媒３５を循環させるガ
ス流路３４とする。そして、内側円筒３０ａと外側円筒
３０ｂにより形成された放電空間３１の外側及び内側か
ら、空気等のガス状の冷媒３５を循環もしくは吹き付け
ることにより、放電により発生した熱を除去するように
構成してもよい。
３０ａの内側にコイル電極２ｂを配設し、内側円筒３０
ａの内側を、空気等のガス状の冷媒３５を循環させるガ
ス流路３４とする。そして、内側円筒３０ａと外側円筒
３０ｂにより形成された放電空間３１の外側及び内側か
ら、空気等のガス状の冷媒３５を循環もしくは吹き付け
ることにより、放電により発生した熱を除去するように
構成してもよい。
【００３７】また、空気等のガス状の冷媒３５の成分
を、必要としている紫外線波長に対して吸収率の低いも
のを用いることにより、その部分での紫外線の吸収を抑
えることができるので、紫外線の取り出し効率を高める
ことができる。さらに、ガス状の冷媒の媒質内の紫外線
の光路長を短くとることにより、必要としている紫外線
の吸収を抑えることができるので、紫外線の取り出し効
率を高めることができる。
を、必要としている紫外線波長に対して吸収率の低いも
のを用いることにより、その部分での紫外線の吸収を抑
えることができるので、紫外線の取り出し効率を高める
ことができる。さらに、ガス状の冷媒の媒質内の紫外線
の光路長を短くとることにより、必要としている紫外線
の吸収を抑えることができるので、紫外線の取り出し効
率を高めることができる。
【００３８】また、図１６に示したように、ガス流路３
４を形成した内側円筒３０ａの内側に、紫外線反射コー
ティング３３もしくは紫外線反射物を設置して、２重管
の外側から紫外線光５を取り出すように構成しても良
く、また、図１７に示したように、外側円筒３０ｂとメ
ッシュ電極２ａとの間に、紫外線反射コーティング３３
もしくは紫外線反射物を設置して、２重管の内側から紫
外線光５を取り出すように構成しても良い。
４を形成した内側円筒３０ａの内側に、紫外線反射コー
ティング３３もしくは紫外線反射物を設置して、２重管
の外側から紫外線光５を取り出すように構成しても良
く、また、図１７に示したように、外側円筒３０ｂとメ
ッシュ電極２ａとの間に、紫外線反射コーティング３３
もしくは紫外線反射物を設置して、２重管の内側から紫
外線光５を取り出すように構成しても良い。
【００３９】さらに、図１８に示したように、紫外線を
透過する誘電体により構成される誘電体容器４０を、３
重管の円筒状に構成しても良い。すなわち、誘電体容器
４０を第１の内側円筒４０ａ、第２の内側円筒４０ｂ及
び外側円筒４０ｃの３重管の円筒状に構成する。そし
て、第１の内側円筒４０ａ内には、内部に冷媒流路２１
を形成した電極２を配設し、第２の内側円筒４０ｂと外
側円筒４０ｃの間には、網状のメッシュ電極２ａを配設
し、第２の内側円筒４０ｂと外側円筒４０ｃの間を冷却
水流路３２とする。
透過する誘電体により構成される誘電体容器４０を、３
重管の円筒状に構成しても良い。すなわち、誘電体容器
４０を第１の内側円筒４０ａ、第２の内側円筒４０ｂ及
び外側円筒４０ｃの３重管の円筒状に構成する。そし
て、第１の内側円筒４０ａ内には、内部に冷媒流路２１
を形成した電極２を配設し、第２の内側円筒４０ｂと外
側円筒４０ｃの間には、網状のメッシュ電極２ａを配設
し、第２の内側円筒４０ｂと外側円筒４０ｃの間を冷却
水流路３２とする。
【００４０】このように構成することにより、第１の内
側円筒４０ａと第２の内側円筒４０ｂの間に形成される
放電空間３１の外側及び内側から、放電により発生した
熱を除去することができる。
側円筒４０ａと第２の内側円筒４０ｂの間に形成される
放電空間３１の外側及び内側から、放電により発生した
熱を除去することができる。
【００４１】［５．第５実施形態］本実施形態の紫外線
発生装置は、図６に示した紫外線発生装置の変形例であ
って、図１９及び図２０に示したように、複数の直線状
の電極２を、誘電体により形成された放電基板７上に所
定のピッチで配置し、前記放電基板７の背面に冷却用の
放熱板もしくは熱交換器５０を設け、この熱交換器５０
に空気、冷却水あるいは油等の流体の冷媒を循環させる
ことにより、放電により発生した熱を除去するように構
成されている。また、図２１は、図９に示した紫外線発
生装置の変形例であって、同様に、放電基板７の背面に
冷却用の放熱板もしくは熱交換器５０が設けられてい
る。
発生装置は、図６に示した紫外線発生装置の変形例であ
って、図１９及び図２０に示したように、複数の直線状
の電極２を、誘電体により形成された放電基板７上に所
定のピッチで配置し、前記放電基板７の背面に冷却用の
放熱板もしくは熱交換器５０を設け、この熱交換器５０
に空気、冷却水あるいは油等の流体の冷媒を循環させる
ことにより、放電により発生した熱を除去するように構
成されている。また、図２１は、図９に示した紫外線発
生装置の変形例であって、同様に、放電基板７の背面に
冷却用の放熱板もしくは熱交換器５０が設けられてい
る。
【００４２】このように構成することにより、放電基板
７の表面に沿って沿面放電を発生させて、紫外線光５を
発生させると共に、放電基板７の背面に配設した熱交換
器５０によって、放電により発生した熱を除去すること
ができる。
７の表面に沿って沿面放電を発生させて、紫外線光５を
発生させると共に、放電基板７の背面に配設した熱交換
器５０によって、放電により発生した熱を除去すること
ができる。
【００４３】
【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。
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。
【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
構成を示す概略図
【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
たガスを用いた場合の紫外線スペクトルを示す図
【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
ガスを用いた場合の紫外線スペクトルを示す図
【図４】本発明に係る紫外線発生装置の第１実施形態の
変形例の構成を示す概略図
変形例の構成を示す概略図
【図５】本発明に係る紫外線発生装置の第１実施形態の
変形例の構成を示す概略図
変形例の構成を示す概略図
【図６】本発明に係る紫外線発生装置の第１実施形態の
変形例の構成を示す概略図
変形例の構成を示す概略図
【図７】本発明に係る紫外線発生装置の第１実施形態の
変形例の構成を示す概略図
変形例の構成を示す概略図
【図８】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
構成を示す概略図
【図９】本発明に係る紫外線発生装置の第２実施形態の
変形例の構成を示す概略図
変形例の構成を示す概略図
【図１０】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
の構成を示す概略図
【図１１】本発明に係る紫外線発生装置の第３実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１２】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
の構成を示す概略図
【図１３】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１４】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１５】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１６】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１７】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１８】本発明に係る紫外線発生装置の第４実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図１９】本発明に係る紫外線発生装置の第５実施形態
の構成を示す概略図
の構成を示す概略図
【図２０】本発明に係る紫外線発生装置の第５実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図２１】本発明に係る紫外線発生装置の第５実施形態
の変形例の構成を示す概略図
の変形例の構成を示す概略図
【図２２】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
びＤＮＡ吸収スペクトルの関係を示す図
【図２３】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
クトルの関係を示す図
１…誘電体容器 ２…電極 ２ａ…メッシュ電極 ２ｂ…コイル電極 ３…放電ガス ４…電源 ５…紫外線光 ６…誘電体コーティング ７…放電基板 １０…誘電体窓 １１…金属容器 ２０、２１…冷媒流路 ３０，４０…誘電体容器 ３０ａ…内側容器 ３０ｂ…外側容器 ３１…放電空間 ３２…冷却水流路 ３３…紫外線反射コーティング ３４…ガス流路 ３５…ガス状の冷媒 ５０…熱交換器
Claims (8)
- 【請求項１】 紫外線を透過する誘電体により構成され
た誘電体容器の外部あるいは内部に電極を設け、前記誘
電体容器内に、希ガスを主成分とし酸素またはハロゲン
ガスを添加した放電ガスを充填し、前記電極に通電する
ように構成したことを特徴とする紫外線発生装置。 - 【請求項２】 紫外線を透過する誘電体窓を備えた金属
容器の内部に電極を設け、前記金属容器内に、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放電ガス
を充填し、前記電極に通電するように構成したことを特
徴とする紫外線発生装置。 - 【請求項３】 前記容器内部に配設される電極が、複数
の直線状電極を、誘電体により形成された基板上に所定
のピッチで配置してなるものであ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。 - 【請求項４】 前記容器内部に配設される電極の表面
が、所定の誘電体により被覆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。 - 【請求項５】 紫外線を透過する誘電体により構成され
る誘電体容器を、内側容器及び外側容器からなる２重管
の円筒形状とし、前記内側容器の内部と外側容器の外部
に電極を設け、前記誘電体容器内に、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放電ガスを充填
し、前記電極に通電するように構成したことを特徴とす
る紫外線発生装置。 - 【請求項６】 前記内側容器の内壁、あるいは外側容器
の外壁に、紫外線反射物を設置したことを特徴とする請
求項５に記載の紫外線発生装置。 - 【請求項７】 内部に冷却媒体を循環させる冷却手段を
設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれ
か一に記載の紫外線発生装置。 - 【請求項８】 前記冷却媒体として、所望の紫外線波長
に対する吸収率の低い冷却媒体を用いたことを特徴とす
る請求項７に記載の紫外線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11222376A JP2001052653A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 紫外線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11222376A JP2001052653A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 紫外線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001052653A true JP2001052653A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16781397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11222376A Pending JP2001052653A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 紫外線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001052653A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005044590A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Toshiba Corp | 放電灯 |
| JP2007234613A (ja) * | 2004-03-22 | 2007-09-13 | Lg Philips Lcd Co Ltd | 平板発光ランプ装置及びその製造方法 |
| JP2009081076A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Ushio Inc | エキシマランプ |
| KR101118995B1 (ko) * | 2004-03-17 | 2012-03-12 | 사이머 인코포레이티드 | 고 반복율 레이저 발생 플라즈마 ｅｕｖ 광원 |
| CZ305156B6 (cs) * | 2013-12-19 | 2015-05-20 | Masarykova Univerzita | Způsob plazmové úpravy vnitřního a/nebo vnějšího povrchu dutého elektricky nevodivého tělesa a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
| WO2017082380A1 (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | ウシオ電機株式会社 | 脱臭方法および脱臭装置 |
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| JP2019182669A (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | ウシオ電機株式会社 | オゾン発生装置、空気調和装置、及び、車両 |
| JP2019182670A (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | ウシオ電機株式会社 | オゾン発生装置、空気調和装置、及び、車両 |
-
1999
- 1999-08-05 JP JP11222376A patent/JP2001052653A/ja active Pending
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