JP2008098022A - 二重管型希ガス放電ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの低温場所で使用するに際して、照明用の可視光だけではなく、殺菌作用に寄与する紫外線を管体外に放射することで、低温場所での殺菌ないし菌の増殖を抑えることを可能にする希ガス放電ランプを提供すること
【解決手段】 真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の内面の一部に蛍光体層を備え、該管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外光を透過する雰囲気となっており、該外筒管から真空紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプとする。
【選択図】図4
【解決手段】 真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の内面の一部に蛍光体層を備え、該管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外光を透過する雰囲気となっており、該外筒管から真空紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプとする。
【選択図】図4
Description
本発明は、一般照明用光源としての希ガス放電ランプに関し、特に冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの低温場所での使用に好適な希ガス放電ランプに関する。
従来、冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの低温場所で使用する照明装置においては、直管型蛍光ランプが使用されてきた。このような照明装置に使用される光源は、発光管内面に蛍光体膜を形成すると共に、両端に一対の内部電極を設け、内部にアルゴン、ネオン等の希ガスや水銀を封入して放電を生起させ、発生した紫外線を蛍光体膜に照射して励起することにより、可視光に変換して外部に取り出す、いわゆる内部電極型の蛍光ランプが使用されている。上記低温場所で使用する照明分野においては、発光管の径が割合と大きな熱陰極型蛍光ランプが主として使用されている。
冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの用途では使用される場所が、常時低温下にあるため、ランプの交換回数が少なくてメンテナンスが簡便なもの、すなわち長寿命のランプが求められている。しかし、熱陰極型蛍光ランプは、バルブ内部に封装された電極のエミッタの枯渇という現象を避けることができず、ランプの長寿命化については自ずと限界がある。
この内部電極型蛍光ランプに替わり、特開2006−167054号公報には、外部電極型蛍光ランプを冷蔵ショーケースの照明などに使用することが提案されている。この外部電極型蛍光ランプは、電極の損耗がなく、熱陰極型蛍光ランプにくらべ長寿命が保証される。
ところで、冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの用途に使用される場合、食品などを主に保冷するため、病原菌の発生を抑えるための工夫が重要となる。このため、低温にして、病原菌の活動を抑えているのであるが、常温に戻る状況となれば、これらの病原菌は、活動を開始してしまう。これら病原菌を、低温下で、殺菌してしまうことができれば、衛生面から非常に有効である。
現在は、冷蔵ショーケース内の殺菌は商品を陳列する前にオゾン水洗浄機でショーケース内にオゾン水を吹きつけることがなされているという。また、特許第2545668号に記載があるが、家庭用の冷蔵庫内の殺菌としては185nmの波長を出す紫外線放電灯を利用した技術がある。しかし、先に記載した特開2006−167054号公報には、ショーケースの殺菌については全く言及しておらず示唆もされていない。
特許第2545668号公報
特開2006−167054号公報
そこで本願は、外部電極型希ガス放電ランプを、特に冷蔵ショーケースや冷蔵庫や冷凍庫などの低温場所で使用するに際して、照明用の可視光だけではなく、殺菌作用に寄与する紫外線を発光管外に放射することで、低温場所での殺菌ないし菌の増殖を抑えることを可能にする希ガス放電ランプを提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の内面の一部に蛍光体層を備え、該管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外光を透過する雰囲気となっており、該外筒管から真空紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプとするものである。
本発明における真空紫外光は略172nmを中心波長とした紫外光をいう。
本発明における真空紫外光は略172nmを中心波長とした紫外光をいう。
請求項2に記載の発明は、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外線を透過する雰囲気としてなり、該外筒管内面の一部に蛍光体層を備え、該外筒管から紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプとするものである。
請求項3に記載の発明は、前記希ガス放電管の内面に、管軸に沿って蛍光体層のないアパーチャを有することを特徴とする請求項1に記載の二重管型希ガス放電ランプとするものである。
請求項4に記載の発明は、前記外筒管の内面に、管軸に沿って蛍光体層を備えないアパーチャを有することを特徴とする請求項2に記載の二重管型希ガス放電ランプとするものである。
請求項5に記載の発明は、前記外筒管内に前記真空紫外線を透過する雰囲気として、窒素ガスまたはアルゴンガスが封入されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の二重管型希ガス放電ランプとするものである。
請求項6に記載の発明は、前記外筒管内を前記真空紫外線を透過する雰囲気として、1×10−1Pa以下の減圧雰囲気としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の二重管型希ガス放電ランプとするものである。
本発明によれば真空紫外線と可視光とを、同じ放電ランプから同時に放射することにより、冷蔵庫や冷凍庫などの冷温場所において、可視光による照明と、真空紫外光によって生じるオゾンによる殺菌の両方の機能を単一の希ガス放電ランプにより行うことができる。
〔第1の実施形態〕
以下、本願第1の実施形態を図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は本発明に係る二重管型希ガス放電ランプ100の斜視図、図2はかかる二重管型希ガス放電ランプ100を構成する(a)172nmの真空紫外光を透過する透光性外筒管20の斜視図、(b)外側管の内部に収用された希ガス放電管10の斜視図、及び(c)かかる希ガス放電管10の断面図である。図4は完成した二重管型希ガス放電ランプ100について管軸方向に垂直な断面図を示した。
以下、本願第1の実施形態を図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は本発明に係る二重管型希ガス放電ランプ100の斜視図、図2はかかる二重管型希ガス放電ランプ100を構成する(a)172nmの真空紫外光を透過する透光性外筒管20の斜視図、(b)外側管の内部に収用された希ガス放電管10の斜視図、及び(c)かかる希ガス放電管10の断面図である。図4は完成した二重管型希ガス放電ランプ100について管軸方向に垂直な断面図を示した。
図1において、管状の透光性外筒管20の内部には不図示の希ガス放電管が収容され、透光性外筒管20の両方の端部に蓋部材31、32による封止機構が具備されている。紙面上左側に位置された蓋部材31には端壁面に2つリード線がガラス封止されており、希ガス放電管に接続された給電用のリード線15、16が接続され、さらに蓋部材31と透光性外筒管20の間は、シールにより密閉状態に維持されている。
リード線15、16の外方端部にはランプが搭載される照明装置に適合するコネクタ50が装着されている。
リード線15、16は、従来蛍光ランプにおいてはシリコーン被覆した耐電力性の高い
ものが使用されているが、電流は、ランプに最大でも100mA程度しか流れないため、AWG(American Wire Gauge)が20〜28程度のもので十分であり、実装を考慮すると配線に十分な柔軟性を持ったものを使用するのが好ましい。
また、リード線を使用しない場合の給電部の取り出しは端子でも良い。
リード線15、16は、従来蛍光ランプにおいてはシリコーン被覆した耐電力性の高い
ものが使用されているが、電流は、ランプに最大でも100mA程度しか流れないため、AWG(American Wire Gauge)が20〜28程度のもので十分であり、実装を考慮すると配線に十分な柔軟性を持ったものを使用するのが好ましい。
また、リード線を使用しない場合の給電部の取り出しは端子でも良い。
172nmの真空紫外光を透過する透光性外筒管20は、図2(a)で示すように両方の端部が開口した光透過性を有する筒体よりなり、材質として好ましくは、合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスまたは、サファイヤ単結晶などの真空紫外光透過性のセラミック材料である。
続いて、図2(b)、(c)は、透光性外筒管の内部に収容される希ガス放電管の一例を示す図であり(b)斜視図、(c)管軸に垂直な断面図である。
希ガス放電管10のいわゆる発光管に相当する管体11は172nmの真空紫外光を透過する真空紫外光透光性の誘電体であるガラス管よりなり、その内部に内表面の全周に亘って蛍光体が塗布されて蛍光体層14が形成されると共に、主な真空紫外光発光元素としてキセノンガスを含む希ガスが封入されてガラス管の両端部において気密に封止されて構成されている。
この際に、希ガス放電管10の管体11内表面のほぼ軸方向に直線状の蛍光体が塗布されていないスリット状の領域であるアパーチャ17を形成させることで、ここから、主として、172nmの真空紫外光を放射させる。
この希ガス放電管への入力は、管体の内表面積あたりの入力で、0.5(W/cm2)以内であることにより、発光効率が、最大値の95%以上の効率の高い領域で使用することができる。
希ガス放電管10のいわゆる発光管に相当する管体11は172nmの真空紫外光を透過する真空紫外光透光性の誘電体であるガラス管よりなり、その内部に内表面の全周に亘って蛍光体が塗布されて蛍光体層14が形成されると共に、主な真空紫外光発光元素としてキセノンガスを含む希ガスが封入されてガラス管の両端部において気密に封止されて構成されている。
この際に、希ガス放電管10の管体11内表面のほぼ軸方向に直線状の蛍光体が塗布されていないスリット状の領域であるアパーチャ17を形成させることで、ここから、主として、172nmの真空紫外光を放射させる。
この希ガス放電管への入力は、管体の内表面積あたりの入力で、0.5(W/cm2)以内であることにより、発光効率が、最大値の95%以上の効率の高い領域で使用することができる。
また、アパーチャは、内面の最大で50%までで使用し、可視光の光学的な取り出しをも考慮すると、アパーチャ角度αは、60度付近が好ましい。この場合、172nmの取り出しは、光学的には全体の1/6 になるが、上に述べたように、可視光の取り出し効率と、172nmの光に指向性を持たせて、照射することを考慮すると、アパーチャ角度は60度付近の角度が好ましくなる。
そして、管体11の外表面上に一対の導電性の外部電極12、13が互いに離間して軸方向に配設されることにより、希ガス放電管10が構成されている。管体11の材質としては、172nmを透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスなどを挙げることができる。外部電極12、13は材質としては導電性のものであれば特に制限されるものではなく、具体的には、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金、アルミニウムなどを、好適に用いることができ、管体11の外表面にテープ状金属を貼付したり、前記金属と低融点ガラスを混合した導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、実現する。
管体11の片方の端部においては外部電極12、13に電力を供給するためのリード線15、16が例えば半田、導電性ペースト、溶接などの手段によって電気的に接続され、希ガス放電ランプが完成する。
このように、本発明に係る希ガス放電管10の管体11の外周面上には樹脂などからなるシートやチューブは、端部での給電部の保持部分を除き一切施されない。
このように、本発明に係る希ガス放電管10の管体11の外周面上には樹脂などからなるシートやチューブは、端部での給電部の保持部分を除き一切施されない。
次に、図3では、ランプの片側端部の封着前の状態を示している。図1で示したように、透光性外筒管20の両方の端部に蓋部材31、32については、管状の透光性外筒管20とほぼ同じ熱膨張係数を有するガラスにより構成される。
蓋部材31、32と透光性外筒管20を石英ガラス製とした場合で説明する。蓋部材32(不図示)については、透光性外筒管20の電流導入側と反対側にあるので、封止の機能を主とするため、透光性外筒管20の端部を閉じた形状にして代用してもかまわない。
蓋部材31については、リード線の封止をモリブデン(Mo)箔シールや、タングステン(W)棒から石英ガラスの熱膨張係数に数段のガラス段継により行う段継シールなどの手法により、封止部を形成し、透光性外筒管20の内側においては、希ガス放電管10の外部電極12,13と各々電気的に接続させ、透光性外筒管20の外側においては、蓋部材31の外部からリード線15、16を電気的に接続させる。この蓋部材31を透光性外筒管20と加熱封止することにより、気密にする。この後、透光性外筒管20に予め取り付けてある排気用のチップ管(不図示)から、希ガス放電管10と透光性外筒管20の間の空間について排気を行い、不活性ガスとして、N2やArなどを主成分とするガスを、1気圧(100kPa)以内の圧力で、封入するか、1×10−1Pa以下の減圧状態にすることで、希ガス放電管10からの172nmの真空紫外光放射を、透光性外筒管20からも透過させることができる。
また、蓋部材31、32に近い領域で、管体の端部側に、外筒管20と管体の間に、振動や破損防止の同軸保持用スペーサー40を取り付けることが必要である。この場合、材質は、綿状のセラミックや、ガス放出の少ない樹脂(テフロン(登録商標)、バイトンなど)を使用することができる。
蓋部材31、32と透光性外筒管20を石英ガラス製とした場合で説明する。蓋部材32(不図示)については、透光性外筒管20の電流導入側と反対側にあるので、封止の機能を主とするため、透光性外筒管20の端部を閉じた形状にして代用してもかまわない。
蓋部材31については、リード線の封止をモリブデン(Mo)箔シールや、タングステン(W)棒から石英ガラスの熱膨張係数に数段のガラス段継により行う段継シールなどの手法により、封止部を形成し、透光性外筒管20の内側においては、希ガス放電管10の外部電極12,13と各々電気的に接続させ、透光性外筒管20の外側においては、蓋部材31の外部からリード線15、16を電気的に接続させる。この蓋部材31を透光性外筒管20と加熱封止することにより、気密にする。この後、透光性外筒管20に予め取り付けてある排気用のチップ管(不図示)から、希ガス放電管10と透光性外筒管20の間の空間について排気を行い、不活性ガスとして、N2やArなどを主成分とするガスを、1気圧(100kPa)以内の圧力で、封入するか、1×10−1Pa以下の減圧状態にすることで、希ガス放電管10からの172nmの真空紫外光放射を、透光性外筒管20からも透過させることができる。
また、蓋部材31、32に近い領域で、管体の端部側に、外筒管20と管体の間に、振動や破損防止の同軸保持用スペーサー40を取り付けることが必要である。この場合、材質は、綿状のセラミックや、ガス放出の少ない樹脂(テフロン(登録商標)、バイトンなど)を使用することができる。
さらに、図1に示すように、リード線15、16の取り出しを、片側から2本とも取り出す場合以外に、給電部をランプの両端から外部電極のそれぞれの電極へのリード線を取り出す構成をとることができる。
〔第2の実施形態〕
図5は二重管型希ガス放電ランプ100´を管軸方向に垂直な断面で示したものである。
この図にあるように、透光性外筒管20の内部にある希ガス放電管10には蛍光体層14を形成せず、透光性外筒管20の内面に、蛍光体層14を形成し、管軸に沿って蛍光体層を備えないアパーチャ17を有する構造をとることもできる。この場合、アパーチャは、内面の最大で50%までで使用し、可視光の光学的な取り出しをも考慮すると、アパーチャ角度αは、60度付近が好ましい。この場合、172nmの真空紫外光の取り出しは、光学的には全体の1/6 になるが、上に述べたように、可視光の取り出し効率と、172nmの真空紫外光に指向性を持たせて、照射することを考慮すると、60度付近の角度が好ましくなる。
図5は二重管型希ガス放電ランプ100´を管軸方向に垂直な断面で示したものである。
この図にあるように、透光性外筒管20の内部にある希ガス放電管10には蛍光体層14を形成せず、透光性外筒管20の内面に、蛍光体層14を形成し、管軸に沿って蛍光体層を備えないアパーチャ17を有する構造をとることもできる。この場合、アパーチャは、内面の最大で50%までで使用し、可視光の光学的な取り出しをも考慮すると、アパーチャ角度αは、60度付近が好ましい。この場合、172nmの真空紫外光の取り出しは、光学的には全体の1/6 になるが、上に述べたように、可視光の取り出し効率と、172nmの真空紫外光に指向性を持たせて、照射することを考慮すると、60度付近の角度が好ましくなる。
本発明によれば、外部電極型の希ガス放電管の全体を透光性外筒管で覆うと共に、当該透光性外筒管の両方の開口端部を樹脂製の蓋部材を封着し、密閉状態に封止しているので、当該希ガス放電管の電極間の絶縁を確実に行うことができて、展示用の冷蔵庫、冷凍庫内の照明などとして、好適に使用することができる。特に希ガス放電管は水銀を使用していないため寿命や光量が温度にほとんど依存しないので、低温庫内において使用するのに好適な光源とすることができる。しかも、希ガス放電管の外表面上に樹脂チューブやシートを被覆しない構造であるため、樹脂製品の劣化に由来して生じる出射光の色合い変化や照度低下などの経年的な変化の発生のない希ガス放電管とすることができる。
とりわけ本発明においては、管体11及び透光性外筒管20は、172nmの真空紫外光を透過するとともに、管体11や透光性外筒管20の一部に蛍光体層14を形成していない部分をもつ構成をとることができ、冷蔵庫や冷凍庫などの保冷室内での殺菌や菌の増殖を抑える作用を有効に使用することができる。また、同時に脱臭の効果も使用することができる。
以上第1および第2の実施形態について説明したが、本発明の二重管型希ガス放電ランプおいては、上記の実施形態に限定されず種々の変化を加えることが可能である。
真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体としては、直管状のものに限らず、曲管状やコ字状など、使用される場所に応じた形状でよい。
真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体としては、直管状のものに限らず、曲管状やコ字状など、使用される場所に応じた形状でよい。
ここで、本願発明にかかる二重管型希ガス放電ランプの構成について具体的数値例及び材質について説明する。
(1)希ガス放電管
管体:172nmの真空紫外光を透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスまたは、サファイヤ単結晶などの真空紫外光透過性のセラミック材料である。管体外径などの仕様は以下の通りである。
管体外径と肉厚;外径φ6〜φ13mm、肉厚0.5〜1.0mm
管体全長:100〜1500mm
外部電極幅:0.2〜2mm
外部電極材質:銀ペースト、アルミニウム箔、電極膜厚3〜30μm
(1)希ガス放電管
管体:172nmの真空紫外光を透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスまたは、サファイヤ単結晶などの真空紫外光透過性のセラミック材料である。管体外径などの仕様は以下の通りである。
管体外径と肉厚;外径φ6〜φ13mm、肉厚0.5〜1.0mm
管体全長:100〜1500mm
外部電極幅:0.2〜2mm
外部電極材質:銀ペースト、アルミニウム箔、電極膜厚3〜30μm
ここで、外部電極は、基本的に帯状であるが、帯状の意味は、外部電極膜厚に対して
、外部電極幅が、1桁以上長い膜を形成している形態について言う。また、帯の模様や形状についても様々な形態が取れるが、管体外表面の基本的に軸方向に沿った導電膜を形成している形状についても帯状として表現する。
外部電極を銀ペーストにより構成する場合は、スクリーン印刷により形成し、大気中600℃にて焼成して焼き付け使用する。金属箔により構成する場合は短冊状の箔の片側の面に接着層を形成して貼付する。
、外部電極幅が、1桁以上長い膜を形成している形態について言う。また、帯の模様や形状についても様々な形態が取れるが、管体外表面の基本的に軸方向に沿った導電膜を形成している形状についても帯状として表現する。
外部電極を銀ペーストにより構成する場合は、スクリーン印刷により形成し、大気中600℃にて焼成して焼き付け使用する。金属箔により構成する場合は短冊状の箔の片側の面に接着層を形成して貼付する。
図においては不図示であるが、外部電極の酸化及び剥離を防止するため被覆する電極保護膜を備えている。電極保護膜については以下の通りである。
電極保護膜:TiO2、ZnO、In2O3などを主成分とするセラミック粉末ペースト、電極保護膜厚:5〜30μm
電極保護膜:TiO2、ZnO、In2O3などを主成分とするセラミック粉末ペースト、電極保護膜厚:5〜30μm
ここで、電極保護膜は、外部電極とリード線との接続部を除き、外部電極全体を被覆する。電極保護膜を、セラミック粉末ペーストから形成する場合は、外部電極の場合と同じく、スクリーン印刷により形成し、大気中600℃にて焼成して焼き付け使用する。また、あまり高温で使用しない用途では、電極保護膜は、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などを使用することもできる。
蛍光体は以下の通りである。
蛍光体:青色蛍光体;BaMgAl10O17:Eu
緑色蛍光体;LaPO4:Ce,Tb
赤色蛍光体;(Y,Gd)BO3:EuないしY2O3:Eu
蛍光体の色度調整:(x、y)=(0.31、0.35)付近を基本とするが、用途により蛍光体で再現できる範囲で蛍光体の配合比を変えることで自在に変えることができる。
蛍光体平均膜厚: 10〜20μm
蛍光体:青色蛍光体;BaMgAl10O17:Eu
緑色蛍光体;LaPO4:Ce,Tb
赤色蛍光体;(Y,Gd)BO3:EuないしY2O3:Eu
蛍光体の色度調整:(x、y)=(0.31、0.35)付近を基本とするが、用途により蛍光体で再現できる範囲で蛍光体の配合比を変えることで自在に変えることができる。
蛍光体平均膜厚: 10〜20μm
本願では、管体や透光性外筒管に172nmを透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスまたは、サファイヤ単結晶などの真空紫外光透過性のセラミック材料を使用するため、蛍光体を従来の硬質ガラスや軟質ガラスに塗布する条件では、付着しない。このため、上記の蛍光体に加えて、バインダーとして、SiO2やAl2O3粉末をフィラーとした低融点ガラス粉末(ZnO−B2O3系など)ないしは、リン酸塩粉末(カルシウムリン酸塩、バリウムリン酸塩)などを、体積%で、10%を上限として使用する。さらに蛍光体の極端な劣化を生じる温度を超えない800℃程度を上限にした大気中の焼成により、上記の合成石英ガラスや、溶融石英ガラス、サファイヤ単結晶などからなる管体や透光性外筒管に蛍光体層を剥がれにくいように形成することができる。
封入ガス圧とガス種は以下の通りである。
封入ガス圧:4×103〜40×103Pa
ガス種:Xe
封入ガス圧:4×103〜40×103Pa
ガス種:Xe
外部電極とリード線との接続においては、銀ペーストによって接着し、その外周に熱収縮チューブを配置して加熱することで圧縮、押圧して固定するか、半田付けなどで直接接合することができる。
また、蛍光体層14は、上記蛍光体を、発光部に塗布しない領域を一部に形成することができる。この場合、例えば、読み取り光源の場合のように、スリット状にアパーチャ17を形成して、線上に真空紫外光透過部を形成したりすることもできる。その他に、蛍光体の塗布厚みを薄くすることで、全体に透過する真空紫外光を増やすこともできる。アパーチャの形成は、蛍光体の焼成後に、行うことが一般的である。
(2)透光性外筒管
透光性外筒管は以下の通りである。
全長:100〜1550mm(管体の全長と同等〜50mm長い)
外径:φ7〜φ23mm(管体の外径よりも0.5〜10mm大きい)
肉厚:0.5〜1.0mm
材質:172nmを透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスなど
蛍光体層を形成する場合は、段落0034において述べたとおり、バインダーと、焼成温度を従来の蛍光ランプのケースと異なり調整することが必要である。
透光性外筒管は以下の通りである。
全長:100〜1550mm(管体の全長と同等〜50mm長い)
外径:φ7〜φ23mm(管体の外径よりも0.5〜10mm大きい)
肉厚:0.5〜1.0mm
材質:172nmを透過する合成石英ガラスや、溶融石英ガラスなどの真空紫外光透過性のガラスなど
蛍光体層を形成する場合は、段落0034において述べたとおり、バインダーと、焼成温度を従来の蛍光ランプのケースと異なり調整することが必要である。
(3)蓋部材
蓋部材については以下の通りである。
材質:石英ガラスで、透光性外筒管との熱膨張係数がほぼ同等であるもの。
端壁部:外径φ10〜φ27mm、肉厚1.0〜5.0mm
ここでは、リード線の封止をMo箔シールや、W棒から石英ガラスの熱膨張係数に数段のガラス段継により行う段継シールなどの手法を使用することができる。
蓋部材については以下の通りである。
材質:石英ガラスで、透光性外筒管との熱膨張係数がほぼ同等であるもの。
端壁部:外径φ10〜φ27mm、肉厚1.0〜5.0mm
ここでは、リード線の封止をMo箔シールや、W棒から石英ガラスの熱膨張係数に数段のガラス段継により行う段継シールなどの手法を使用することができる。
以上、本発明の実施の形態について様々なものを説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく種々の変更を加えたケースを含む。
本願発明では、それらのケースの基本的な構成要素を、適宜に組み合わせて蓋部材を製作することができることは言うまでもない。
本願発明では、それらのケースの基本的な構成要素を、適宜に組み合わせて蓋部材を製作することができることは言うまでもない。
また、例えば、透光性外筒管の一部に反射機能を持たせることにより、出射する光に指向性を具備させて使用することができる。この場合、外管の内表面に白色もしくは、金属光沢の薄膜ないし厚膜を形成するか、同様な膜を外管の外表面に形成することにより、蛍光体層へのアパーチャの形成に加えて、光の指向性をさらに上げることができる。白色の反射膜としては、一般に、SiO2やAl2O3などの白色セラミックを含む塗膜を使用することができる。また、金属光沢の膜はAl蒸着などの金属薄膜蒸着により形成できる。
また、構成として、希ガス放電管と外筒管の間は、172nmの真空紫外光の吸収を最小限にするために、不活性ガスとして窒素やアルゴンなどのガスを封入する。かかる場合、透光性外筒管内部に希ガス放電管及び一方の蓋部材を封着したのち、希ガス放電管と透光性外筒管、両端部の蓋部材などのランプ構成要素を所定のガス雰囲気に調製されたチャンバー内部に移動して、他方の蓋部材を封着して密閉構造とする。
また、希ガス放電管への給電は、上記の実施形態においては、一方の端部から行われている。しかし、設置場所や装置の形態により、希ガス放電管の両端部から、各々の極性について電力供給を行う給電部構造をとることも可能である。
本願の発明によれば、図6に示すように、冷凍庫70に使用する場合は、本願の二重管型希ガス放電ランプを備えたランプユニット60を、冷凍庫70内の上部に設置する。この際に、ランプのアパーチャは、ユニット正面方向に設置し、172nmの真空紫外光を正面に出して、オゾンを発生させることで、密閉された空間での殺菌ないし菌の増殖を抑えることを可能にできる。
また、図7に示す冷蔵ショーケース80の場合は、冷凍庫の場合と異なり、エアーカーテンを形成しているものの、ショーケースは開放されているため、オゾンを前面で発生させることは必ずしも得策で無い場合がある。このため、本願の二重管型希ガス放電ランプを、そのアパーチャをショーケースの背面側に向けて取り付けることになる。さらに、可視光を有効に利用するために、透光性外筒管は、蛍光体以外の層を形成することは行わず、可視光は、アパーチャ以外の方向から出るようにする。こうすることで、冷蔵ショーケース80内は、照明が行われるとともに、背面方向で、172nmの真空紫外光により発生したオゾンが、冷蔵ショーケース80内の陳列棚81に陳列された商品の表面での殺菌ないし菌の増殖を抑えることを可能にする。
10 希ガス放電管
11 管体
12、13 電極
14 蛍光体層
15、16 リード線
17 アパーチャ
20 透光性外筒管
31、32 蓋部材
40 同軸保持用スペーサー
60 ランプユニット
50 コネクター
70 冷凍庫
71 ドア
80 冷凍ショーケース
81 陳列棚
100、100´ 二重管型希ガス放電ランプ
11 管体
12、13 電極
14 蛍光体層
15、16 リード線
17 アパーチャ
20 透光性外筒管
31、32 蓋部材
40 同軸保持用スペーサー
60 ランプユニット
50 コネクター
70 冷凍庫
71 ドア
80 冷凍ショーケース
81 陳列棚
100、100´ 二重管型希ガス放電ランプ
Claims (6)
- 真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の内面の一部に蛍光体層を備え、該管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外光を透過する雰囲気となっており、該外筒管から真空紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプ。
- 真空紫外光を透過する誘電体材料からなる管体の外面の管軸方向に沿って、該管体のほぼ全長に亘り複数の電極を備え、該管体の内部にキセノンガスあるいはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されてなる希ガス放電管を、真空紫外光を透過する誘電体材料からなる外筒管で覆い、該外筒管の両端が気密に封止され、該外筒管内は真空紫外光を透過する雰囲気としてなり、該外筒管内面の一部に蛍光体層を備え、該外筒管から真空紫外光と可視光を同時に放射することを特徴とする二重管型希ガス放電ランプ。
- 前記希ガス放電管の内面に、管軸に沿って蛍光体層のないアパーチャを有することを特徴とする請求項1に記載の二重管型希ガス放電ランプ。
- 前記外筒管の内面に、管軸に沿って蛍光体層を備えないアパーチャを有することを特徴とする請求項2に記載の二重管型希ガス放電ランプ。
- 前記外筒管内に前記真空紫外光を透過する雰囲気として、窒素ガスまたはアルゴンガスが封入されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の二重管型希ガス放電ランプ。
- 前記外筒管内を前記真空紫外光を透過する雰囲気として、1×10−1Pa以下の減圧雰囲気としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の二重管型希ガス放電ランプ。
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- 2006-10-13 JP JP2006279608A patent/JP2008098022A/ja active Pending
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