JP2017183276A - Discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘電体バリア放電、あるいは容量結合型高周波放電によって放電発光するエキシマランプ、外部電極型蛍光ランプなどの放電ランプに関し、特に、細径の発光管内表面に蛍光体などを膜状に塗布した放電ランプに関する。 The present invention relates to a discharge lamp such as an excimer lamp or an external electrode type fluorescent lamp that emits light by dielectric barrier discharge or capacitively coupled high-frequency discharge, and in particular, a phosphor or the like is coated in a film shape on the inner surface of a small-diameter arc tube. Relates to a discharge lamp.
エキシマランプでは、内側管と外側管によって発光管を構成する二重管構造のランプが知られている。例えば、内側管の内部に箔電極を軸方向に沿って埋設し、外側管外表面に配置された外側電極との間で誘電体バリア放電を生じさせることによって発光する。(特許文献1参照)。 As the excimer lamp, a double tube structure lamp is known in which an arc tube is constituted by an inner tube and an outer tube. For example, a foil electrode is embedded in the inner tube along the axial direction, and light is emitted by generating a dielectric barrier discharge with the outer electrode disposed on the outer surface of the outer tube. (See Patent Document 1).
一方、外側管内表面と内側管表面に予め蛍光体を設け、キセノンエキシマ光によって蛍光体を励起することで、蛍光を放出させる放電ランプが知られている(特許文献2参照)。 On the other hand, a discharge lamp that emits fluorescence by providing phosphors on the inner and outer tube surfaces in advance and exciting the phosphors with xenon excimer light is known (see Patent Document 2).
近年、二重管構造のエキシマランプにおいても、細径のエキシマランプが必要とされている。このような細径のランプでは、蛍光体などを膜状に塗布することが難しい。例えば、蛍光体を塗布した後に加熱封止する方法では、蛍光体が剥がれやすく、外側管内面と内側管外面に蛍光体を均質に塗布することは困難である。また、導入管を通じて蛍光体塗料を発光管内に流入、流出する場合、澱みや気泡などが残り、蛍光体を均質に塗布することが難しい。 In recent years, a small-diameter excimer lamp is also required for an excimer lamp having a double tube structure. In such a small-diameter lamp, it is difficult to apply a phosphor or the like in a film form. For example, in the method of heat sealing after applying the phosphor, the phosphor is easily peeled off, and it is difficult to uniformly apply the phosphor to the inner surface of the outer tube and the outer surface of the inner tube. In addition, when the phosphor coating material flows into and out of the arc tube through the introduction tube, starch and bubbles remain, and it is difficult to uniformly apply the phosphor.
したがって、所望するような膜の状態で、蛍光体などによる膜を発光管表面に形成することが求められる。 Therefore, it is required to form a film made of a phosphor or the like on the surface of the arc tube in a desired film state.
本発明の放電ランプは、両端端部に第1導入管、第2導入管をそれぞれ形成した有底の外側管と、外側管内に同軸配置され、第1導入管側端部に凸状面を形成した内側管と、外側管と内側管とを介在させて対向配置される一対の電極と、外側管の内面と凸状面を含めた内側管の表面とに形成される膜とを備え、第1導入管が、外側管の軸方向に沿って延びている。第2導入管は、外側管の径方向に沿って延びるように構成することができる。 The discharge lamp of the present invention has a bottomed outer tube formed with a first introduction tube and a second introduction tube at both ends, and is coaxially arranged in the outer tube, and has a convex surface at the first introduction tube side end. An inner tube formed, a pair of electrodes disposed opposite to each other with the outer tube and the inner tube interposed therebetween, and a film formed on the inner tube surface including the inner surface and the convex surface of the outer tube, The first introduction pipe extends along the axial direction of the outer pipe. The second introduction tube can be configured to extend along the radial direction of the outer tube.
例えば、膜は蛍光体膜で構成することが可能であり、放電空間で放射する紫外線により励起されて蛍光を発する。外側管、内側管の形状、寸法は様々であるが、例えば細径の放電ランプとして、外側管の肉厚が0.8mm〜1.5mm、外側管の内径が6mm〜25mm、内側管の厚さが0.1mm〜2mm、放電距離が3mm〜12.5mmの範囲となるように定めることができる。 For example, the film can be formed of a phosphor film, and emits fluorescence when excited by ultraviolet rays radiated in the discharge space. There are various shapes and dimensions of the outer tube and the inner tube. For example, as a small-diameter discharge lamp, the outer tube has a wall thickness of 0.8 mm to 1.5 mm, the outer tube has an inner diameter of 6 mm to 25 mm, and the inner tube has a thickness. Can be determined to be in a range of 0.1 mm to 2 mm and a discharge distance of 3 mm to 12.5 mm.
膜は、その軸方向形成長さまたは厚さに関して調整可能であり、あるいは、長さと厚さ両方を調整することも可能である。例えば、膜が、第1導入管側から軸方向に沿って途中まで形成されるように形成可能である。また、膜の厚さは、膜形成箇所によって異なるように形成することができる。この場合、相対的に薄い膜部分と相対的に厚い膜部分が、軸方向に沿って形成可能である。 The membrane can be adjusted with respect to its axially formed length or thickness, or both length and thickness can be adjusted. For example, the film can be formed so as to be formed partway along the axial direction from the first introduction tube side. Further, the thickness of the film can be formed differently depending on the film formation location. In this case, a relatively thin film portion and a relatively thick film portion can be formed along the axial direction.
本発明の他の態様における放電ランプの製造方法は、有底筒状の外側管を成形し、先端部の外表面を先端側に向けて縮径する凸状面とした有底筒状の内側管を成形する工程、外側管の先端側には外側管の軸方向に沿った第1導入管と、外側管の開口側には外側管の径方向に沿った第2導入管とを設ける工程、外側管と内側管とを同軸状に配設して、それぞれの開口側である後端部で一体に溶着させて放電空間を形成する工程、第1導入管から塗料を流入および流出させることにより、外側管の内周面と内側管の外周面と内側管先端部の凸状面とに膜を形成する工程とを含む。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a discharge lamp, comprising: forming a bottomed cylindrical outer tube, and forming a bottomed cylindrical inner tube with a convex surface that reduces the outer surface of the tip toward the tip side. A step of forming a tube, a step of providing a first introduction tube along the axial direction of the outer tube on the tip side of the outer tube, and a second introduction tube along the radial direction of the outer tube on the opening side of the outer tube The outer tube and the inner tube are arranged coaxially and are integrally welded at the rear end portions on the respective opening sides to form a discharge space, and the paint is allowed to flow in and out from the first introduction tube And forming a film on the inner peripheral surface of the outer tube, the outer peripheral surface of the inner tube, and the convex surface of the inner tube tip.
例えば、膜を第1導入管と第2導入管の内表面から除去する工程、第1導入管と第2導入管の内表面を放電空間に露出させる工程、放電空間を真空引きして、放電ガスを封入する工程、第1導入管と第2導入管とを加熱溶融により気密封止する工程を含めてもよい。 For example, the step of removing the film from the inner surfaces of the first introduction tube and the second introduction tube, the step of exposing the inner surfaces of the first introduction tube and the second introduction tube to the discharge space, and evacuating the discharge space to discharge A step of sealing the gas and a step of hermetically sealing the first introduction tube and the second introduction tube by heating and melting may be included.
本発明の他の態様における放電ランプ膜の生成(膜形成)方法は、両端端部に有底の第1導入管、第2導入管をそれぞれ形成した発光管と、発光管の内面に形成される膜とを備え、第1導入管が、外側管の軸方向に沿って延びていて、第2導入管が、外側管の径方向に沿って延びている放電ランプの膜形成方法であって、膜の軸方向長さおよび/または厚さが所定の長さおよび/または厚さとなるように、膜の材料を第1導入管から吸い上げるときの吸い上げ期間、および/または、膜の材料を第1導入管から流出させるときの流出速度を調整する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp film generation (film formation) method comprising: a light-emitting tube having a bottomed first introduction tube and a second introduction tube at both ends, and an inner surface of the light-emitting tube. A discharge lamp film forming method, wherein the first introduction tube extends along the axial direction of the outer tube, and the second introduction tube extends along the radial direction of the outer tube. A suction period when the membrane material is sucked from the first introduction tube and / or the membrane material is adjusted so that the axial length and / or thickness of the membrane is a predetermined length and / or thickness. 1 Adjust the flow rate when flowing out from the inlet pipe.
本発明によれば、放電ランプにおいて、所望するような膜の状態で、蛍光体などによる膜を発光管表面に形成することができる According to the present invention, in the discharge lamp, a film made of phosphor or the like can be formed on the surface of the arc tube in a desired film state.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態である放電ランプの概略的断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a discharge lamp according to the first embodiment.
エキシマランプである放電ランプ10は、石英ガラスなどの誘電体材料から成る有底筒状の外側管20と内側管50とが封止部53において一体として溶着することで放電空間Sを形成する発光管11を備え、発光管11の内表面には蛍光体膜C(膜)が塗布されている。
The
発光管11の先端である外側管20の先端部(以下、外側管先端部と称す)21には、発光管11(外側管20)と同軸状となる位置に第1の導入管(以下、第1導入管と称す)61が配設されている。また、発光管11の後端である外側管20の後端部(以下、外側管後端部と称す)22には、発光管11(外側管20)の径方向に沿って第2の導入管(以下、第2導入管と称す)62が配設されている。
A distal end portion (hereinafter referred to as an outer tube distal end portion) 21 of the
内側管50の先端部(以下、内側管先端部と称す)51の外表面は、第1導入管61の開口部に対向する位置において、内側管底面側(先端側)に向けて縮径する凸状面としている。即ち、内側管先端部51は、放電ランプ10の先端側(封止部53と反対側)に向けて外径が小さくなる半球形状をしている。なお、内側管先端部51は、砲弾形状(楕円形)、テーパー形状(三角形)などであっても良い。
The outer surface of the distal end portion (hereinafter referred to as the inner tube distal end portion) 51 of the
このような形状の内側管先端部51とすることにより、塗料を発光管内に流入流出させた時に、内側管先端部51の外表面付近に澱みや気泡が発生せず、内側管先端部51のみが膜厚が大きくなる状態や、塗布されていない状態を防ぐことができる。
By using the
外側管20の内表面(外側管20の円筒状部分の内周面)と、内側管50の外表面(内側管50の円筒状部分の外周面)および内側管先端部51の凸状面との放電空間Sに露出する面には、蛍光体膜Cが塗布されている。それに対して、放電空間Sに露出する第1導入管61と第2導入管62の内表面には、蛍光体膜Cが塗布されていない。
The inner surface of the outer tube 20 (the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the outer tube 20), the outer surface of the inner tube 50 (the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the inner tube 50), and the convex surface of the
放電空間S内には、キセノンガスなどの希ガス、あるいはこれらの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電ガスの封入圧は、例えば5kPa〜150kPaに定められる。 In the discharge space S, a rare gas such as xenon gas or a mixed gas thereof is sealed as a discharge gas. The sealed pressure of the discharge gas is set to, for example, 5 kPa to 150 kPa.
内側管50の内部には、放電ランプ10の軸方向に沿って延びる金属箔からなる帯状の内側電極30が配置されている。内側電極30は、放電空間Sに露出せずに誘電体である内側管50に覆われている。
Inside the
外側電極40は、放電空間Sから放射する光を透過するように網状や螺旋状の導電性部材により構成され、内側電極30と径方向で対向するように誘電体である外側管20の外表面に沿って配設されている。
The
内側電極30の端部に接続される給電線70は、外部に設置された電源部(図示せず)と接続しており、給電線70を介して放電ランプ10に電力が供給される。
A
内側電極30、外側電極40の極性は、それぞれ陽極、陰極に定められ、誘電体である発光管11を介在して対向配置されている。放電ランプ10に数kVの電圧が印加されると、内側電極30と外側電極40との間で誘電体バリア放電が生じ、所定スペクトル(例えば、波長172nm)のエキシマ光が放射される。放電ランプ10に塗布された蛍光体膜Cは、放電空間Sで放射するエキシマ光(紫外線)により励起されて、蛍光を発する。このときの放電距離は、放電距離が狭くなって照度不足になるのを防ぐ一方、放電距離が長くなって放電不安定になるのを防ぐため、3mm〜12.5mm(好ましくは3mm〜10mm)の範囲に定めるのがよい。
The polarities of the
外側管20の軸方向長さは、100mm〜300mm(好ましくは、100mm〜250mm)に定められている。一方、外側管20の肉厚は、エキシマ光による外側管劣化の防止、および放電開始電圧の上昇を抑えるため、0.8mm〜1.5mmに定められている。また、外側管20の内径は、長い放電距離による放電不安定、短い放電距離による照度不足の両方を防ぐように、6mm〜25mm(好ましくは、8mm〜20mm)に定められている。
The axial length of the
内側電極30の厚さは、電流容量や製造容易さ、および熱膨張による剥離防止などを考慮し、20μm〜50μmに定められる。また、箔の幅は、電流容量や製造容易さ、さらには、電極面積肥大化による放射光の遮断防止を考慮し、1.2mm〜10mmに定められる。内側電極30の材料は、モリブデン、あるいはそれを含む合金などが使用される。
The thickness of the
内側管50は、内側電極30の熱膨張率とできるだけ近似する誘電材料(SiO2など)によって構成される。内側管50の厚さは、絶縁性を維持させる限界、放電開始電圧の上昇防止を考慮し、0.1mm〜2mmに定められる。
The
図2は、放電ランプ10の製造工程を示した図である。以下に、本発明の放電ランプ10の製造方法について説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the
内側管50となる石英管の先端を加熱封止して、内側管先端部の外表面が先端側に向けて縮径する凸状面となるように有底筒状の内側管50を成形することにより、内側管先端部51を設ける。そして、内側電極30に給電線70を抵抗溶接などによって接続し、内側管50に挿入する(工程(1))。このとき、内側電極30を挿入後に内側管50内を真空にして、外側から加熱し、内側電極30と溶着させて、凸状面を成形しても良い。また、誘電体膜を内側電極30にコーティングする工程を代わりに行って、凸状面を成形しても良い。
The tip of the quartz tube that becomes the
外側管後端部22と溶着する内側管50の位置に、鍔状のいわゆるそろばん珠形状の封止部53を形成する(工程(2))。
A so-called abacus-shaped
外側管20となる石英管の一端を加熱縮径して有底筒状の外側管20を成形することにより、外側管先端部21を設ける。なお、外側先端部21は、図2に示す形状以外の断面形状にしてもよく、例えば第1導入管61に向けて縮径するテーパー状(漏斗状)に形成してもよい。内側管50の封止部53と溶着する外側管後端部22は開口させておく。発光管11の先端部となる外側管先端部21には、外側管20の軸方向に沿った第1導入管61を設ける。発光管11の後端部となる外側管後端部22側には外側管20の径方向に沿った第2導入管62を設ける(工程(3))。
The
第2導入管62は外側管後端部22側に設けるが、外側管20と内側管50とを加熱溶着するときに、第2導入管62の開口部が加熱封止されるおそれがある。そのため、第2導入管62は外側管20の径方向に沿った向きであって、内側管50の封止部53との加熱溶着と干渉しない程度に、外側管後端部22から外側管先端部21側へ離れていると良い。また、第2導入管62は放電空間Sから放出される光を遮るおそれがあるので、軸方向に沿った有効発光範囲(外側電極40と内側電極30とが径方向に対向している範囲)よりも後端部52側へ設けると良い。
The
内側管50を外側管20内に挿入して同軸状に配設して、それぞれの開口側にある外側管後端部22と封止部53とを一体に加熱溶着させて発光管11を成形する(工程(4))。
The
第2導入管62から吸引することで発光管11内を負圧状態として、第1導入管61から蛍光体塗料を流入流出させることにより、蛍光体塗料を発光管11の内表面に塗布して、蛍光体膜を設ける。その後、第1導入管61と第2導入管62の内表面から蛍光体膜を除去して、第1導入管61と第2導入管62の内表面を放電空間Sに露出させる(工程(5))。
By sucking from the
このとき、内側管先端部51の外表面を第1導入管61に対向する位置に設けることにより、外側管20の内表面と内側管50の外表面の周方向に対して均質に蛍光体膜を塗布することができる。更に、内側管先端部51の外表面を先端側に向けて縮径する凸状面としたことにより、蛍光体塗料を発光管11内に流入流出するときに、内側管先端部51付近に澱みや気泡などが残ることが無いので、内側管先端部51に局所的に膜厚が大きい部分が設けられることを防ぎ、放電ランプの軸方向や径方向、周方向に対して均質に蛍光体膜Cを塗布することができる。
At this time, by providing the outer surface of the
第1導入管61と第2導入管62の内表面を放電空間Sに露出させることにより、後の第1導入管61と第2導入管62を気密封止する工程において、封止を確実に行うことができ、第1導入管61と第2導入管62を起点としたクラックの発生を防ぐことができる。
By exposing the inner surfaces of the
第1導入管61と第2導入管62のうち一方の導入管を加熱溶融により気密封止して、他方の導入管から発光管11(放電空間S)内を真空引きして不純物を除去する。このとき、両方の導入管から真空引きしても良い。その後、気密封止されていない導入管を通じて発光管11の内部に放電ガスを封入して、真空引きと放電ガス封入に用いた導入管を加熱溶融により気密封止する(工程(6))。発光管11の外表面に外側電極40を配設する(工程(7))。
One of the
本実施形態においては、外側管先端部には軸方向に沿った第1導入管を設け、外側管後端部には径方向に沿った第2導入管を設けている。また、内側管先端部の外表面は、第1導入管に対向して先端側に向けて縮径する凸状面としている。その結果、蛍光体塗料を発光管内に流入流出するときに、澱みや気泡などが残ることが無く、細径の放電ランプの発光管の内表面に、均質に蛍光体を塗布することができ、蛍光体による放射効率が良好な放電ランプを提供することができる。 In the present embodiment, a first introduction pipe along the axial direction is provided at the front end of the outer pipe, and a second introduction pipe along the radial direction is provided at the rear end of the outer pipe. Further, the outer surface of the distal end portion of the inner tube is a convex surface that is opposed to the first introduction tube and has a diameter reduced toward the distal end side. As a result, when the phosphor paint is flowed into and out of the arc tube, no stagnation or bubbles remain, and the phosphor can be uniformly applied to the inner surface of the arc tube of the small-diameter discharge lamp. It is possible to provide a discharge lamp with good radiation efficiency by the phosphor.
また、第1導入管と第2導入管の内表面を放電空間に露出させることにより、後の導入管を加熱封止する工程において、封止を確実に行うことができるので、導入管を起点としたクラックの発生を防ぐことができ、蛍光体を塗布した放電ランプの信頼性を向上させることができる。 In addition, since the inner surfaces of the first introduction tube and the second introduction tube are exposed to the discharge space, sealing can be reliably performed in the subsequent heat sealing step of the introduction tube. Generation of cracks can be prevented, and the reliability of the discharge lamp coated with the phosphor can be improved.
このような細径のエキシマランプによれば、2つの紫外線を放射する放電ランプを構成することができる。以下図3〜5を用いて、蛍光体膜が塗布された放電ランプについて説明する。 According to such a small-diameter excimer lamp, a discharge lamp that emits two ultraviolet rays can be configured. Hereinafter, a discharge lamp coated with a phosphor film will be described with reference to FIGS.
図3を用いて、第2の実施形態である放電ランプについて説明する。第2の放電ランプでは、2つの紫外線をランプ外へ放射するように蛍光体膜が設けられている。以下では、第1の実施形態と同一構成要素について、同じ符号を使用している。 The discharge lamp which is 2nd Embodiment is demonstrated using FIG. In the second discharge lamp, a phosphor film is provided so as to radiate two ultraviolet rays to the outside of the lamp. Below, the same code | symbol is used about the same component as 1st Embodiment.
図3は、第2の実施形態である放電ランプの概略的断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a discharge lamp according to the second embodiment.
放電ランプ10’は、ここでは、発光管(放電管)11と、内側電極30と、外側電極40とを備えたエキシマランプであり、除菌、殺菌、脱臭用の光源として使用可能である。発光管11は、石英ガラスなどの誘電体材料から成る有底筒状の外側管20と内側管50とを備えた二重管構造の放電管であり、封止部53において一体として溶着することで放電空間Sを形成する。放電空間S内には、キセノンガスなどの希ガス、あるいはこれらの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電ガスの封入圧は、例えば5kPa〜150kPaに定められる。
Here, the discharge lamp 10 'is an excimer lamp including an arc tube (discharge tube) 11, an
発光管11の表面には、蛍光体膜C(膜)が略表面全体に渡って塗布されている。詳細に説明すると、外側管20の内表面(外側管20の円筒状部分の内周面)20Iと、内側管50の外表面(内側管50の円筒状部分の外周面)50Sには、蛍光体Cが膜状となって塗布されている。また、蛍光体Cは、外側管20の内表面20Iに塗布された蛍光体C1と、内側管50の外表面50Sに塗布された蛍光体C2から成り、略均一の厚さを有する。
On the surface of the
蛍光体Cの塗布については、例えば、外側管20の両端部などに蛍光体導入管を設け、粘度のある蛍光体液に一方の導入管を入れ、他方の導入管から吸い上げ、排出する。これによって、蛍光体Cを発光管11の表面に塗布することができる。あるいは、外側管20の内表面20I、内側管50の外表面50Sにあらかじめ蛍光体Cを塗布してから二重管構造の発光管11を成形してもよい。
As for the application of the phosphor C, for example, a phosphor introduction tube is provided at both ends of the
内側管50の内部には、放電ランプ10’の軸方向に沿って延びる金属箔からなる帯状の内側電極30が配置されている。内側電極30は、放電空間Sに露出せずに誘電体である内側管50に覆われている。内側電極30の端部に接続される給電線70は、外部に設置された電源部(図示せず)と接続しており、給電線70を介して放電ランプ10に電力が供給される。
Inside the
外側電極40は、放電空間Sから放射する光を透過するように網状や螺旋状の導電性部材により構成され、放電空間Sに露出せず、内側電極30と径方向で対向するように誘電体である外側管20の外表面20Sに沿って軸方向に配設されている。
The
内側電極30、外側電極40の極性は、それぞれ陽極、陰極に定められ、誘電体である発光管11を介在して対向配置されている。放電ランプ10’に数kVの電圧が印加されると、内側電極30と外側電極40との間で誘電体バリア放電が生じ、波長172nmの紫外線がエキシマ光として放射される。蛍光体Cの膜の厚さは、波長172nmの紫外線が透過できる厚さであり、波長172nmの紫外線の少なくとも一部は、蛍光体Cを透過してランプ外へ放射される。
The polarities of the
空気中の酸素(O2)は、100nm〜240nmの波長域で光吸収スペクトルをもつ。そのため、ランプ外の酸素(O2)は、放電ランプ10’から放射された波長172nmの紫外線(第1紫外線)を吸収し、2つの酸素原子(O)の光分解を経てオゾン分子(O3)(第1生成物)が生成される。
Oxygen (O 2 ) in the air has a light absorption spectrum in a wavelength region of 100 nm to 240 nm. Therefore, oxygen (O 2 ) outside the lamp absorbs ultraviolet light (first ultraviolet light) having a wavelength of 172 nm emitted from the
一方、蛍光体Cは、波長172nmの紫外線を受けると、波長250nmの蛍光(第2紫外線)を発し、これによって波長250nmの紫外線が蛍光体Cからランプ外へ放射される。オゾン分子(O3)は、200〜300nmの波長域で光吸収スペクトルもっている。そのため、波長172nmの紫外線照射によって生じたオゾン(O3)は、ランプ外へ放射された波長250nmの紫外線を吸収する。 On the other hand, when the phosphor C receives ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, the phosphor C emits fluorescence having a wavelength of 250 nm (second ultraviolet light), whereby the ultraviolet light having a wavelength of 250 nm is emitted from the phosphor C to the outside of the lamp. Ozone molecules (O 3 ) have a light absorption spectrum in the wavelength range of 200 to 300 nm. Therefore, ozone (O 3 ) generated by ultraviolet irradiation with a wavelength of 172 nm absorbs ultraviolet light with a wavelength of 250 nm emitted to the outside of the lamp.
その結果、ランプ外では、基底状態よりもエネルギーが高い励起状態の一重項酸素原子、一重項酸素分子などの励起状態酸素(第2生成物)が生成される。励起状態酸素は、非常に高活性な状態にある活性酸素であり、脱臭、漂白、殺菌、表面酸化などの作用を対象物に対して行うことができる。 As a result, outside the lamp, excited state oxygen (second product) such as excited singlet oxygen atoms and singlet oxygen molecules having higher energy than the ground state is generated. Excited-state oxygen is active oxygen in a very highly active state, and can perform actions such as deodorization, bleaching, sterilization, and surface oxidation on an object.
このように本実施形態では、二重管構造の発光管11を備えた放電ランプ10’において、発光管11の表面(内側管50の外表面50Sと外側管20の内表面20I)に対し、波長172nmの紫外線を受けて波長250nmの蛍光を発する蛍光体Cが、表面全体に渡って略均一の厚さで薄く塗布されている。その結果、発光管11の放射面となる外側管20の外表面50S全体から波長172nm、250nmの紫外線がともに放射される。同じ放射面領域から2つの紫外線が放射されることで、オゾンと励起状態酸素の両方を活性酸素として生成することができる。
As described above, in the present embodiment, in the
なお、放電ランプは、波長172nm以外の紫外線を放射してもよく、酸素(O2)の光吸収スペクトルの範囲(およそ100nm〜240nmの波長域)にある紫外線であればよい。また、蛍光体Cにおいても、放電による紫外線によって励起し、放電による紫外線よりも波長が長く、オゾン(O3)の光吸収スペクトルの範囲(およそ200〜300nmの波長域)にある紫外線を放射するように構成すればよい。また、外側管20の内表面20Iあるいは内側管50の外表面50Sいずれか一方について、蛍光体を塗布しない構成にすることも可能である。
Note that the discharge lamp may emit ultraviolet light having a wavelength other than 172 nm, and may be ultraviolet light that is in the range of the light absorption spectrum of oxygen (O 2 ) (wavelength range of approximately 100 nm to 240 nm). The phosphor C is also excited by ultraviolet rays due to discharge, and emits ultraviolet rays having a wavelength longer than that of ultraviolet rays due to discharge and in the light absorption spectrum of ozone (O 3 ) (wavelength range of approximately 200 to 300 nm). What is necessary is just to comprise. Further, it is possible to adopt a configuration in which the phosphor is not applied to either the inner surface 20I of the
次に、図4を用いて、第3の実施形態である放電ランプについて説明する。第3の実施形態では、波長172nmの紫外線と波長250nmの紫外線が、異なる放射面領域から放射される。それ以外については、第2の実施形態と実質的に同じである。 Next, the discharge lamp which is 3rd Embodiment is demonstrated using FIG. In the third embodiment, ultraviolet light having a wavelength of 172 nm and ultraviolet light having a wavelength of 250 nm are emitted from different emission surface regions. The rest is substantially the same as in the second embodiment.
図4は、第3の実施形態における放電ランプの概略的断面図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a discharge lamp in the third embodiment.
放電ランプ10”の蛍光体C’は、外側管20の左側半分の外表面(放射面領域)20Aに対向する表面領域にだけ塗布されており、外側管20の右半分の外表面20Bに対向する表面領域には塗布されていない。蛍光体C’は、外側管20の内表面20Iに塗布された蛍光体C’1と、内側管50の外表面50Sに塗布された蛍光体C’2から構成される。
The phosphor C ′ of the
また蛍光体C’は、第1の実施形態のような薄膜状ではなく、波長172nmの紫外線が透過しない厚さを有する。そのため、波長172nmの紫外線が放射面領域20Bからランプ外へ放射する一方、波長250nmの紫外線は、放射面領域20Aからランプ外へ放射する。
Further, the phosphor C ′ is not in the form of a thin film as in the first embodiment, and has a thickness that does not transmit ultraviolet light having a wavelength of 172 nm. For this reason, ultraviolet light having a wavelength of 172 nm is emitted from the emitting
このように波長172nmの紫外線、波長250nmの紫外線を、選択的に放射領域を分けて放射することにより、オゾンと励起状態酸素の生成量のバランスを調整することが可能となる。ここでは、発光管11の放射面領域を軸方向に沿って略二等分しているが、蛍光体C’の塗布された軸方向長さを調整することで、その割合を調整することができる。例えば、蛍光液面から吸い上げる方法では、吸い上げ期間を調整することで蛍光体C’の軸方向に沿った高さが調整され、蛍光体C’の軸方向に沿った塗布範囲を調整するこができる。
In this way, by selectively emitting ultraviolet light having a wavelength of 172 nm and ultraviolet light having a wavelength of 250 nm while separately dividing the radiation region, it is possible to adjust the balance between the generation amount of ozone and excited state oxygen. Here, the emission surface area of the
次に、図5を用いて、第4の実施形態である放電ランプについて説明する。第4の実施形態では、波長172nmの紫外線を放射する放射面領域と、波長250nmの紫外線を放射する放射面領域が複数に分かれている。 Next, the discharge lamp which is 4th Embodiment is demonstrated using FIG. In the fourth embodiment, a radiation surface area that emits ultraviolet light having a wavelength of 172 nm and a radiation surface area that emits ultraviolet light having a wavelength of 250 nm are divided into a plurality of parts.
図5は、第4の実施形態である放電ランプの概略的断面図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a discharge lamp according to the fourth embodiment.
放電ランプ100の蛍光体C”は、第1の実施形態と同様、発光管11内において全体的に塗布されている。一方で蛍光体C”は、その厚みが一定ではなく、薄い膜状部分(薄部分)CA、CBと、それよりも厚みのある部分(厚部分)C1、C2、C3から構成されている。薄部分CA、CBと厚部分C1、C2、C3は、軸方向に沿って交互に形成されている。
The phosphor C ″ of the
このように蛍光体C”を発光管11内に塗布することによって、波長172nmの紫外線と波長250nmの紫外線を、交互に並ぶ放射面領域から放射させることが可能となる。すなわち、薄部分CA、CBから波長172nmの紫外線がランプ外へ放射される一方、厚部分C1、C2、C3から波長172nmの紫外線は透過しないため、波長250nmの紫外線のみが蛍光体C”からランプ外へ放射される。蛍光体C”の塗布は、例えば蛍光体液面からの吸い上げ方式において、段階的に蛍光体液面を下げる速度を変化させることによって図5のように形成することができる。蛍光体液面を下げる速度を遅くすると厚く塗布され、速度を早くすると薄く塗布される。なお、速度調整は、導入管部分にバルブを設けて開閉させることにより実現される。
By coating the phosphor C ″ in the
10 放電ランプ
11 発光管
20 外側管
30 内側電極
40 外側電極
50 内側管
C 蛍光体膜
10
Claims (11)
前記外側管内に同軸配置され、第1導入管側端部に凸状面を形成した内側管と、
前記外側管と内側管とを介在させて対向配置される一対の電極と、
前記外側管の内面と前記凸状面を含めた前記内側管の表面とに形成される膜とを備え、
前記第1導入管が、前記外側管の軸方向に沿って延びていることを特徴とする放電ランプ。 A bottomed outer tube formed with a first introduction tube and a second introduction tube at both ends,
An inner tube that is coaxially arranged in the outer tube and has a convex surface at the first introduction tube side end,
A pair of electrodes disposed opposite to each other with the outer tube and the inner tube interposed therebetween;
A film formed on the inner surface of the outer tube and the surface of the inner tube including the convex surface;
The discharge lamp, wherein the first introduction tube extends along an axial direction of the outer tube.
前記放電空間で放射する紫外線により励起されて蛍光を発することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の放電ランプ。 The film is a phosphor film,
The discharge lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein the discharge lamp emits fluorescence when excited by ultraviolet rays radiated in the discharge space.
前記外側管の内径が6mm〜25mm、
前記内側管の厚さが0.1mm〜2mm、
放電距離が3mm〜12.5mmの範囲内に定められることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の放電ランプ。 The wall thickness of the outer tube is 0.8 mm to 1.5 mm,
The inner diameter of the outer tube is 6 mm to 25 mm,
The inner tube has a thickness of 0.1 mm to 2 mm;
The discharge lamp according to any one of claims 1 to 7, wherein a discharge distance is set in a range of 3 mm to 12.5 mm.
先端部の外表面を先端側に向けて縮径する凸状面とした有底筒状の内側管を成形する工程、
前記外側管の先端側には前記外側管の軸方向に沿った第1導入管と、前記外側管の開口側には前記外側管の径方向に沿った第2導入管とを設ける工程、
前記外側管と前記内側管とを同軸状に配設して、それぞれの開口側である後端部で一体に溶着させて放電空間を形成する工程、
前記第1導入管から塗料を流入および流出させることにより、前記外側管の内周面と前記内側管の外周面と前記内側管先端部の凸状面とに膜を形成する工程
とを含むことを特徴とする放電ランプの製造方法。 Form a bottomed cylindrical outer tube,
A step of forming a bottomed cylindrical inner tube with a convex surface that reduces the outer surface of the tip toward the tip side;
A step of providing a first introduction pipe along the axial direction of the outer pipe on the tip side of the outer pipe, and a second introduction pipe along the radial direction of the outer pipe on the opening side of the outer pipe;
The outer tube and the inner tube are arranged coaxially, and are integrally welded at the rear end on the opening side to form a discharge space,
Forming a film on the inner peripheral surface of the outer tube, the outer peripheral surface of the inner tube, and the convex surface of the inner tube tip by causing the paint to flow in and out from the first introduction tube. A method of manufacturing a discharge lamp characterized by the above.
前記膜を前記第1導入管と前記第2導入管の内表面から除去する工程、
前記第1導入管と前記第2導入管の内表面を前記放電空間に露出させる工程、
前記放電空間を真空引きして、放電ガスを封入する工程、
前記第1導入管と前記第2導入管とを加熱溶融により気密封止する工程
とを含むことを特徴とする放電ランプの製造方法。 In the manufacturing method of the discharge lamp of Claim 9,
Removing the membrane from the inner surfaces of the first introduction tube and the second introduction tube;
Exposing inner surfaces of the first introduction tube and the second introduction tube to the discharge space;
Evacuating the discharge space and enclosing a discharge gas;
A method of manufacturing a discharge lamp, comprising a step of hermetically sealing the first introduction tube and the second introduction tube by heating and melting.
前記膜の軸方向長さおよび/または厚さが所定の長さおよび/または厚さとなるように、前記膜の材料を前記第1導入管から吸い上げるときの吸い上げ期間、および/または前記膜の材料を前記第1導入管から流出させるときの流出速度を調整することを特徴とする放電ランプの膜の生成方法。 A light emitting tube having a bottomed first introduction tube and a second introduction tube formed at both ends, respectively, and a film formed on the inner surface of the arc tube, the first introduction tube being an axis of the outer tube A discharge lamp film forming method, wherein the second introduction tube extends along a direction of the outer tube and extends along a radial direction of the outer tube,
A suction period for sucking up the membrane material from the first inlet tube and / or the membrane material so that the axial length and / or thickness of the membrane is a predetermined length and / or thickness A method for producing a film of a discharge lamp, characterized in that an outflow speed at the time of flowing out the first discharge pipe from the first introduction pipe is adjusted.
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