JP2022175582A - barrier discharge lamp - Google Patents

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棟興 聶
Toshin Nie
弘喜 日野
Hiroyoshi Hino
純 藤岡
Jun Fujioka
亮彦 田内
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Abstract

To provide a barrier discharge lamp capable of increasing the amount of ultraviolet light with which the outside of the barrier discharge lamp is irradiated even when a mesh-shaped external electrode is provided.SOLUTION: A barrier discharge lamp according to an embodiment includes a cylindrical outer tube, an inner tube having a cylindrical shape and provided inside the outer tube substantially coaxially with the outer tube via a gas-filled discharge space, an external electrode provided outside the outer tube and having a mesh shape, an internal electrode provided inside the inner tube, and a plate-like reflective electrode provided between the outer surface of the outer tube and the outer electrode.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプに関する。 Embodiments of the present invention relate to barrier discharge lamps.

波長が200nm以下の紫外線を照射するバリア放電ランプがある。バリア放電ランプは、例えば、対象物の表面に付着した有機物の除去(光洗浄処理)、表面改質、酸化膜の形成などの表面処理に用いられている。 There are barrier discharge lamps that irradiate ultraviolet rays with a wavelength of 200 nm or less. Barrier discharge lamps are used, for example, for surface treatment such as removal of organic matter adhering to the surface of an object (light cleaning treatment), surface modification, and formation of an oxide film.

また、バリア放電ランプとして、内管と、内管と同軸に設けられた外管と、内管の内面に設けられた内部電極と、外管の外面に設けられた外部電極と、を有するバリア放電ランプが提案されている。この様なバリア放電ランプにおいて、内部電極と外部電極とに交流電圧を印加すると、内管と外管との間の放電空間において誘電体バリア放電が生じ、放電空間に封入されたガスの種類に応じて特定の波長を有する紫外線が照射される。 Further, the barrier discharge lamp has an inner tube, an outer tube provided coaxially with the inner tube, an inner electrode provided on the inner surface of the inner tube, and an outer electrode provided on the outer surface of the outer tube. Discharge lamps have been proposed. In such a barrier discharge lamp, when an alternating voltage is applied to the inner electrode and the outer electrode, a dielectric barrier discharge occurs in the discharge space between the inner tube and the outer tube. Accordingly, ultraviolet rays having a specific wavelength are irradiated.

ここで、放電空間において発生した紫外線は、外管と外部電極とを介して、外部に照射される。この場合、外管は、合成石英ガラスなどの紫外線を透過する材料から形成することができる。しかしながら、外部電極は金属などの導電性材料から形成されるため、板状の外部電極とすると、放電空間において発生した紫外線を外部に照射できなくなる。 Here, the ultraviolet rays generated in the discharge space are irradiated outside through the outer tube and the outer electrode. In this case, the outer tube can be made of a material that transmits ultraviolet rays, such as synthetic quartz glass. However, since the external electrodes are made of a conductive material such as metal, if the external electrodes are plate-shaped, the ultraviolet rays generated in the discharge space cannot be irradiated to the outside.

そのため、メッシュ状の外部電極を有するバリア放電ランプが提案されている。メッシュ状の外部電極とすれば、放電空間において発生した紫外線が、外部電極を透過することができる。 Therefore, barrier discharge lamps having mesh-like external electrodes have been proposed. If the mesh-shaped external electrodes are used, ultraviolet rays generated in the discharge space can pass through the external electrodes.

ところが、メッシュ状の外部電極とすれば、導電性材料から形成された部分の面積が小さくなるので、ランプの放電面積が小さくなる。そのため、発生する紫外線の光量、ひいては、バリア放電ランプの外部に照射される紫外線の光量を増加させるのが困難となる。 そこで、メッシュ状の外部電極を設ける場合であっても、バリア放電ランプの外部に照射される紫外線の光量を増加させることができるバリア放電ランプの開発が望まれていた。 However, if the mesh-shaped external electrode is used, the area of the portion formed of the conductive material is reduced, so the discharge area of the lamp is reduced. As a result, it becomes difficult to increase the amount of ultraviolet light generated and, in turn, the amount of ultraviolet light irradiated to the outside of the barrier discharge lamp. Therefore, it has been desired to develop a barrier discharge lamp that can increase the amount of ultraviolet light irradiated to the outside of the barrier discharge lamp even when a mesh-like external electrode is provided.

特開2002-93377号公報JP-A-2002-93377

本発明が解決しようとする課題は、メッシュ状の外部電極を設ける場合であっても、バリア放電ランプの外部に照射される紫外線の光量を増加させることができるバリア放電ランプを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is to provide a barrier discharge lamp capable of increasing the amount of ultraviolet light irradiated to the outside of the barrier discharge lamp even when a mesh-shaped external electrode is provided. .

実施形態に係るバリア放電ランプは、筒状を呈する外管と;筒状を呈し、前記外管の内部に、ガスが封入された放電空間を介して、前記外管と略同軸に設けられた内管と;前記外管の外部に設けられ、メッシュ状を呈する外部電極と;前記内管の内部に設けられた内部電極と;板状を呈し、前記外管の外面と、前記外部電極との間に設けられた反射電極と;を具備している。 A barrier discharge lamp according to an embodiment comprises a cylindrical outer tube; and a cylindrical outer tube provided substantially coaxially with the outer tube via a discharge space filled with a gas. an inner tube; a mesh-like external electrode provided outside the outer tube; an internal electrode provided inside the inner tube; a plate-like outer surface of the outer tube; and the external electrode. and a reflective electrode provided between;

本発明の実施形態によれば、メッシュ状の外部電極を設ける場合であっても、バリア放電ランプの外部に照射される紫外線の光量を増加させることができるバリア放電ランプを提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a barrier discharge lamp capable of increasing the amount of ultraviolet light emitted to the outside of the barrier discharge lamp even when mesh-shaped external electrodes are provided.

本実施形態に係るバリア放電ランプを例示するための模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a barrier discharge lamp according to this embodiment; FIG. 図1におけるバリア放電ランプのA-A線方向の模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the barrier discharge lamp in FIG. 1 taken along the line AA. 反射電極の中心角と、バリア放電ランプの外部に照射される紫外線の増加率との関係を例示するためのグラフである。5 is a graph for illustrating the relationship between the center angle of the reflective electrode and the rate of increase of ultraviolet rays irradiated to the outside of the barrier discharge lamp.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本実施形態に係るバリア放電ランプ1を例示するための模式断面図である。
図2は、図1におけるバリア放電ランプ1のA-A線方向の模式断面図である。
図1および図2に示すように、バリア放電ランプ1は、例えば、内管2、外管3、内部電極4、外部電極5、リード6、ホルダ7、および反射電極8を有する。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a barrier discharge lamp 1 according to this embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the barrier discharge lamp 1 in FIG. 1 taken along line AA.
As shown in FIGS. 1 and 2, the barrier discharge lamp 1 has, for example, an inner tube 2, an outer tube 3, an inner electrode 4, an outer electrode 5, a lead 6, a holder 7, and a reflective electrode 8. FIG.

内管2は、筒状を呈し、管径に比べて全長(管軸方向の長さ)が長い形態を有する。内管2は、例えば、円筒管である。
外管3は、筒状を呈し、管径に比べて全長(管軸方向の長さ)が長い形態を有する。外管3は、例えば、円筒管である。
The inner tube 2 has a tubular shape, and has a shape in which the total length (the length in the tube axial direction) is longer than the tube diameter. The inner tube 2 is, for example, a cylindrical tube.
The outer tube 3 has a cylindrical shape, and has a shape in which the total length (the length in the tube axis direction) is longer than the tube diameter. The outer tube 3 is, for example, a cylindrical tube.

内管2の一方の端部と、外管3の一方の端部との間は封止されている。内管2の他方の端部と、外管3の他方の端部との間は封止されている。内管2と外管3との間の空間は、放電空間9となる。例えば、内管2は、外管3の内部に、ガスが封入された放電空間9を介して、外管3と略同軸に設けられている。
すなわち、バリア放電ランプ1は、二重管構造の発光管を備えている。
One end of the inner tube 2 and one end of the outer tube 3 are sealed. The other end of the inner tube 2 and the other end of the outer tube 3 are sealed. A space between the inner tube 2 and the outer tube 3 becomes a discharge space 9 . For example, the inner tube 2 is provided inside the outer tube 3 substantially coaxially with the outer tube 3 via a discharge space 9 filled with gas.
That is, the barrier discharge lamp 1 has an arc tube with a double-tube structure.

後述するように、バリア放電ランプ1を点灯させると、放電空間9において紫外線が発生する。発生した紫外線は、外管3を介して外部に照射される。そのため、外管3は、紫外線の透過率が高い材料から形成される。外管3は、例えば、合成石英ガラスから形成される。外管3が合成石英ガラスから形成されていれば、ピーク波長が200nm以下の紫外線の透過が容易となる。 As will be described later, when the barrier discharge lamp 1 is lit, ultraviolet rays are generated in the discharge space 9 . The generated ultraviolet rays are irradiated outside through the outer tube 3 . Therefore, the outer tube 3 is made of a material having a high ultraviolet transmittance. The outer tube 3 is made of synthetic quartz glass, for example. If the outer tube 3 is made of synthetic quartz glass, it becomes easy to transmit ultraviolet rays having a peak wavelength of 200 nm or less.

外管3の端部と内管2の端部が封止されることを考慮すると、内管2の材料は、外管3の材料と同じとすることが好ましい。そのため、内管2は、例えば、合成石英ガラスから形成される。 Considering that the end of the outer tube 3 and the end of the inner tube 2 are sealed, the material of the inner tube 2 is preferably the same as the material of the outer tube 3 . Therefore, the inner tube 2 is made of synthetic quartz glass, for example.

バリア放電ランプ1においては、内部電極4と外部電極5との間でバリア放電を行って、放電空間9に封入されているガスに高いエネルギーの電子を与えてエキシマ励起分子を生成する。エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。そのため、放電空間9に封入するガスは、バリア放電ランプ1の用途に応じて適宜変更することができる。放電空間9に封入するガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの希ガス、あるいは、複数種類の希ガスを混合させた混合ガスとすることができる。ガスには、必要に応じて、ハロゲンガスなどをさらに含めることもできる。 In the barrier discharge lamp 1 , barrier discharge is performed between the internal electrode 4 and the external electrode 5 to give high-energy electrons to the gas enclosed in the discharge space 9 to generate excimer excited molecules. When the excimer excited molecules return, light having a specific peak wavelength is generated depending on the type of gas. Therefore, the gas enclosed in the discharge space 9 can be appropriately changed according to the application of the barrier discharge lamp 1 . The gas enclosed in the discharge space 9 can be, for example, a rare gas such as krypton, xenon, argon, or neon, or a mixed gas in which a plurality of kinds of rare gases are mixed. The gas may further contain a halogen gas or the like, if necessary.

放電空間9の25℃におけるガスの圧力(封入圧力)は、例えば、13kPa~150kPa程度とすることができる。放電空間9の25℃におけるガスの圧力(封入圧力)は、気体の標準状態(SATP(Standard Ambient Temperature and Pressure):温度25℃、1bar)により求めることができる。 The gas pressure (filling pressure) in the discharge space 9 at 25° C. can be, for example, about 13 kPa to 150 kPa. The gas pressure (encapsulated pressure) at 25° C. in the discharge space 9 can be obtained from the standard state of the gas (SATP (Standard Ambient Temperature and Pressure): temperature 25° C., 1 bar).

例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス板の表面を光洗浄する場合には、封入するガスをキセノンとすることが好ましい。キセノンの封入圧力は、例えば、50kPa程度とすることができる。封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が172nmの紫外線を発生させることができるので洗浄効果を高めることができる。 For example, when optically cleaning the surface of a glass plate for a flat panel display, it is preferable to use xenon as the enclosed gas. The sealing pressure of xenon can be, for example, about 50 kPa. If xenon is used as the gas to be sealed, ultraviolet rays having a peak wavelength of 172 nm can be generated, so that the cleaning effect can be enhanced.

内部電極4は、内管2の内部に設けられている。内部電極4は、例えば、内管2の内面に設けることができる。この場合、内部電極4と、内管2の内面との間の隙間が大きくなると、放電空間9への電力の供給量がばらつくおそれがある。そのため、内部電極4は、内管2の内面に密着させることが好ましい。例えば、内部電極4は、軸方向に延びるスリットを有し、内部電極4の弾性力により、内部電極4を内管2の内面に押し付けてもよい。また、内部電極4の内側に弾性部材を設け、弾性部材の弾性力により、内部電極4を内管2の内面に押し付けてもよい。 The internal electrode 4 is provided inside the inner tube 2 . The internal electrode 4 can be provided on the inner surface of the inner tube 2, for example. In this case, if the gap between the internal electrode 4 and the inner surface of the inner tube 2 becomes large, the amount of power supplied to the discharge space 9 may vary. Therefore, the internal electrode 4 is preferably brought into close contact with the inner surface of the inner tube 2 . For example, the internal electrode 4 may have a slit extending in the axial direction, and the elastic force of the internal electrode 4 may press the internal electrode 4 against the inner surface of the inner tube 2 . Alternatively, an elastic member may be provided inside the internal electrode 4 and the internal electrode 4 may be pressed against the inner surface of the inner tube 2 by the elastic force of the elastic member.

また、内部電極4は、放電空間9において発生した紫外線に対する反射率が高い材料から形成することができる。内部電極4は、例えば、導電性を有し、紫外線に対する反射率が高い材料から形成される。内部電極4は、例えば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属から形成される。 Also, the internal electrode 4 can be made of a material having a high reflectance with respect to the ultraviolet rays generated in the discharge space 9 . The internal electrodes 4 are made of, for example, a material that is conductive and highly reflective to ultraviolet rays. The internal electrodes 4 are made of metal such as stainless steel, aluminum, and aluminum alloys.

内部電極4が紫外線に対する反射率が高い材料から形成されていれば、放電空間9において発生し、内管2の内部に向かう紫外線をバリア放電ランプ1(外管3)の外部に向けて反射させることができる。そのため、放電空間9において発生した紫外線の取り出し効率を向上させることができる。 If the internal electrode 4 is made of a material having a high reflectance with respect to ultraviolet rays, the ultraviolet rays generated in the discharge space 9 and directed toward the inside of the inner tube 2 are reflected toward the outside of the barrier discharge lamp 1 (outer tube 3). be able to. Therefore, the extraction efficiency of ultraviolet rays generated in the discharge space 9 can be improved.

外部電極5は、外管3の外部に設けられている。図2に示すように、外部電極5は、反射電極8の外面と、外管3の、反射電極8から露出する外面と、に設けられる。外部電極5は、放電空間9を挟んで内部電極4と対向している。この場合、外部電極5と反射電極8の外面との間の隙間、および、外部電極5と外管3の反射電極8から露出する外面との間の隙間が大きくなると、放電空間9への電力の供給量がばらつくおそれがある。そのため、外部電極5を、反射電極8の外面と、外管3の、反射電極8から露出する外面と、に密着させることが好ましい。 The external electrode 5 is provided outside the outer tube 3 . As shown in FIG. 2 , the external electrode 5 is provided on the outer surface of the reflective electrode 8 and the outer surface of the outer tube 3 exposed from the reflective electrode 8 . The external electrode 5 faces the internal electrode 4 with the discharge space 9 interposed therebetween. In this case, when the gap between the external electrode 5 and the outer surface of the reflective electrode 8 and the gap between the external electrode 5 and the outer surface of the outer tube 3 exposed from the reflective electrode 8 increase, the power to the discharge space 9 increases. There is a risk that the amount of supply of Therefore, it is preferable to bring the external electrode 5 into close contact with the outer surface of the reflective electrode 8 and the outer surface of the outer tube 3 exposed from the reflective electrode 8 .

放電空間9において発生した紫外線は、外管3と外部電極5とを介して外部に照射される。そのため、外部電極5は、紫外線を透過させる構造を有している。外部電極5は、例えば、メッシュ状を呈している。メッシュ状の外部電極5は、例えば、金属線をシームレスな円筒状に編むことで形成することができる。金属線は、例えば、モネル(Monel)を含む線や、ステンレスを含む線などである。 The ultraviolet rays generated in the discharge space 9 are irradiated outside through the outer tube 3 and the outer electrode 5 . Therefore, the external electrode 5 has a structure that allows transmission of ultraviolet rays. The external electrode 5 has, for example, a mesh shape. The mesh-shaped external electrode 5 can be formed, for example, by weaving a metal wire into a seamless cylindrical shape. The metal wire is, for example, a wire containing Monel, a wire containing stainless steel, or the like.

円筒状を呈するメッシュ状の外部電極5の内部には、反射電極8が設けられた外管3が挿入される。メッシュ状の外部電極5とすれば、外部電極5を、反射電極8の外面と外管3の外面とに密着させるのが容易となる。また、放電空間9において発生した紫外線を、網目の間から外部に照射することができる。また、金属線を含む外部電極5が、外管3の外面に設けられていれば、放電空間9において紫外線とともに発生した熱を外部に放出するのが容易となる。 The outer tube 3 provided with the reflective electrode 8 is inserted inside the cylindrical mesh-like outer electrode 5 . If the mesh-shaped external electrode 5 is used, it becomes easy to bring the external electrode 5 into close contact with the outer surface of the reflective electrode 8 and the outer surface of the outer tube 3 . In addition, the ultraviolet rays generated in the discharge space 9 can be irradiated to the outside through the spaces between the meshes. Further, if the external electrode 5 including the metal wire is provided on the outer surface of the outer tube 3, it becomes easy to release the heat generated together with the ultraviolet rays in the discharge space 9 to the outside.

リード6は、例えば、一組設けることができる。
例えば、一方のリード6aは、配線6a1と接続端子6a2を有する。配線6a1の一方の端部は、接続端子6a2を介して外部電極5と電気的に接続される。配線6a1の他方の端部は、バリア放電ランプ1の外部に設けられた点灯回路や電源などと電気的に接続される。
For example, one set of leads 6 can be provided.
For example, one lead 6a has a wiring 6a1 and a connection terminal 6a2. One end of the wiring 6a1 is electrically connected to the external electrode 5 via the connection terminal 6a2. The other end of the wiring 6a1 is electrically connected to a lighting circuit, a power source, etc. provided outside the barrier discharge lamp 1. FIG.

例えば、他方のリード6bは、配線6b1と接続端子6b2を有する。配線6b1の一方の端部は、接続端子6b2を介して内部電極4と電気的に接続される。配線6b1の他方の端部は、バリア放電ランプ1の外部に設けられた点灯回路や電源などと電気的に接続される。 For example, the other lead 6b has a wiring 6b1 and a connection terminal 6b2. One end of the wiring 6b1 is electrically connected to the internal electrode 4 via the connection terminal 6b2. The other end of the wiring 6b1 is electrically connected to a lighting circuit, a power source, etc. provided outside the barrier discharge lamp 1. FIG.

なお、図1に示すように、リード6aは、外管3の一方の端部側のみに設けることができる。また、リード6aは、外管3の両端側のそれぞれに設けることもできる。例えば、外管3の長さが長い、すなわち、外部電極5の長さが長い場合には、外管3の両端側のそれぞれにリード6aを設けることが好ましい。 Incidentally, as shown in FIG. 1, the lead 6a can be provided only on one end side of the outer tube 3. As shown in FIG. Also, the leads 6a can be provided at both ends of the outer tube 3, respectively. For example, when the length of the outer tube 3 is long, that is, when the length of the external electrode 5 is long, it is preferable to provide leads 6a on both end sides of the outer tube 3 respectively.

図1に示すように、リード6bは、内管2の一方の端部側のみに設けることができる。また、リード6bは、内管2の両端側のそれぞれに設けることもできる。例えば、内管2の長さが長い、すなわち、内部電極4の長さが長い場合には、内管2の両端側のそれぞれにリード6bを設けることが好ましい。 As shown in FIG. 1, the lead 6b can be provided only on one end side of the inner tube 2. As shown in FIG. Also, the leads 6b can be provided at both ends of the inner tube 2, respectively. For example, if the inner tube 2 is long, that is, if the internal electrode 4 is long, it is preferable to provide leads 6b on both ends of the inner tube 2 .

ホルダ7は、外管3(内管2)の両端のそれぞれに設けられている。ホルダ7は、外管3(内管2)の端部を覆っている。ホルダ7は、絶縁性材料から形成される。ホルダ7は、例えば、樹脂や、無機材料から形成される。無機材料は、例えば、ステアタイト(steatite)、酸化アルミニウムなどである。ホルダ7は、外部電極5と接触させてもよいし、外部電極5と離間させてもよい。 Holders 7 are provided at both ends of the outer tube 3 (inner tube 2). The holder 7 covers the end of the outer tube 3 (inner tube 2). The holder 7 is made of an insulating material. The holder 7 is made of resin or inorganic material, for example. Inorganic materials are, for example, steatite, aluminum oxide, and the like. The holder 7 may be in contact with the external electrode 5 or may be separated from the external electrode 5 .

ここで、前述したように、外部電極5はメッシュ状を呈しているので、放電空間9において発生した紫外線を、網目の間から外部に照射することができる。しかしながら、メッシュ状の外部電極5とすれば、金属線から形成された部分の面積が小さくなるので、ランプの放電面積が小さくなる。ランプの放電面積が小さくなると、放電空間9において発生する紫外線の光量、ひいては、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量を増加させるのが困難となる。 Here, as described above, since the external electrode 5 has a mesh shape, the ultraviolet rays generated in the discharge space 9 can be irradiated to the outside through the spaces between the meshes. However, if the mesh-like external electrode 5 is used, the area of the portion formed from the metal wire is reduced, so that the discharge area of the lamp is reduced. When the discharge area of the lamp is reduced, it becomes difficult to increase the amount of ultraviolet light generated in the discharge space 9 and, by extension, the amount of ultraviolet light irradiated to the outside of the barrier discharge lamp 1 .

そこで、本実施形態に係るバリア放電ランプ1には、反射電極8が設けられている。
図1および図2に示すように、反射電極8は、板状を呈し、外管3の外部に設けられている。反射電極8は、例えば、外管3の外面の一部に設けることができる。
すなわち、反射電極8は、板状を呈し、外管3の外面と、外部電極5との間に設けられている。
Therefore, the reflective electrode 8 is provided in the barrier discharge lamp 1 according to this embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2 , the reflecting electrode 8 has a plate shape and is provided outside the outer tube 3 . The reflective electrode 8 can be provided on a part of the outer surface of the outer tube 3, for example.
That is, the reflective electrode 8 has a plate shape and is provided between the outer surface of the outer tube 3 and the external electrode 5 .

前述したように、外部電極5は、反射電極8の外面に設けられる。そのため、反射電極8を金属などの導電性材料から形成すれば、反射電極8が外部電極5の一部として機能する。この場合、反射電極8は板状を呈しているので、反射電極8が外部電極5の一部として機能すれば、ランプの放電面積を大きくすることができる。そのため、放電空間9において発生する紫外線の光量、ひいては、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量を増加させることができる。 As described above, the external electrode 5 is provided on the outer surface of the reflective electrode 8 . Therefore, if the reflective electrode 8 is made of a conductive material such as metal, the reflective electrode 8 functions as part of the external electrode 5 . In this case, since the reflective electrode 8 has a plate shape, if the reflective electrode 8 functions as a part of the external electrode 5, the discharge area of the lamp can be increased. Therefore, the amount of ultraviolet light generated in the discharge space 9 and, in turn, the amount of ultraviolet light irradiated to the outside of the barrier discharge lamp 1 can be increased.

この場合、反射電極8と、外管3の外面との間の隙間が大きくなると、放電空間9への電力の供給量がばらつくおそれがある。そのため、反射電極8は、外管3の外面に密着させることが好ましい。図2に示すように、例えば、反射電極8は、外管3の外面の一部に設けられるので、反射電極8の弾性力により、反射電極8を外管3の外面に密着させてもよい。 In this case, if the gap between the reflective electrode 8 and the outer surface of the outer tube 3 becomes large, the amount of power supplied to the discharge space 9 may vary. Therefore, it is preferable that the reflective electrode 8 is brought into close contact with the outer surface of the outer tube 3 . As shown in FIG. 2, for example, the reflective electrode 8 is provided on a part of the outer surface of the outer tube 3, so that the elastic force of the reflective electrode 8 may bring the reflective electrode 8 into close contact with the outer surface of the outer tube 3. .

また、金属を含む反射電極8が、外管3の外面に設けられていれば、放電空間9において紫外線とともに発生した熱を外部に放出するのが容易となる。
この場合、反射電極8の厚みT(mm)が小さくなり過ぎると、加工の際に損傷や変形などが発生しやすくなる。一方、反射電極8の厚みT(mm)が大きくなり過ぎると、外部への放熱が悪くなり、反射電極8の変色や劣化が発生しやすくなる。
そのため、反射電極8の厚みT(mm)は、「0.1(mm)≦T(mm)≦3.0(mm)」とすることが好ましい。この様な厚みを有する反射電極8とすれば、良好な加工性と放熱性を得ることができる。
Further, if the reflecting electrode 8 containing metal is provided on the outer surface of the outer tube 3, it becomes easy to release the heat generated together with the ultraviolet rays in the discharge space 9 to the outside.
In this case, if the thickness T (mm) of the reflective electrode 8 is too small, damage and deformation tend to occur during processing. On the other hand, if the thickness T (mm) of the reflective electrode 8 is too large, heat dissipation to the outside becomes poor, and discoloration and deterioration of the reflective electrode 8 tend to occur.
Therefore, the thickness T (mm) of the reflective electrode 8 is preferably set to "0.1 (mm) ≤ T (mm) ≤ 3.0 (mm)". With the reflective electrode 8 having such a thickness, good workability and heat dissipation can be obtained.

以上に説明した様に、反射電極8が板状を呈していれば、ランプの放電面積を大きくすることができる。しかしながら、板状を呈する反射電極8が設けられていると、放電空間9において発生した紫外線が、反射電極8により遮光されるので、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量が減少することになる。 As described above, if the reflective electrode 8 has a plate shape, the discharge area of the lamp can be increased. However, when the plate-shaped reflective electrode 8 is provided, the ultraviolet rays generated in the discharge space 9 are shielded by the reflective electrode 8, so that the amount of ultraviolet rays irradiated to the outside of the barrier discharge lamp 1 is reduced. It will be.

この場合、バリア放電ランプ1は、例えば、対象物の表面に付着した有機物の除去(光洗浄処理)、表面改質、酸化膜の形成などの表面処理に用いられる場合が多い。そのため、バリア放電ランプ1の全方向における紫外線の光量を増加させる必要はなく、所定の方向における紫外線の光量を増加させればよい。 In this case, the barrier discharge lamp 1 is often used, for example, for surface treatment such as removal of organic matter adhering to the surface of an object (light cleaning treatment), surface modification, and formation of an oxide film. Therefore, it is not necessary to increase the amount of ultraviolet light in all directions of the barrier discharge lamp 1, and it is sufficient to increase the amount of ultraviolet light in a predetermined direction.

図2に示すように、反射電極8は、外管3の外面の一部に設けられているので、外管3の、反射電極8が設けられていない部分から、紫外線をバリア放電ランプ1の外部に照射することができる。 As shown in FIG. 2, since the reflective electrode 8 is provided on a part of the outer surface of the outer tube 3, ultraviolet rays of the barrier discharge lamp 1 are emitted from the portion of the outer tube 3 where the reflective electrode 8 is not provided. It can be irradiated to the outside.

この場合、反射電極8の、紫外線に対する反射率が高ければ、反射電極8に入射した紫外線を効率よく反射させることができる。そのため、外管3の、反射電極8が設けられていない部分から出射する紫外線の光量を増加させることができる。すなわち、反射電極8は、紫外線を反射する反射膜として機能させることもできる。反射電極8が反射膜として機能すれば、放電空間9において発生した紫外線の取り出し効率を向上させることができる。 In this case, if the reflective electrode 8 has a high reflectance with respect to ultraviolet rays, the ultraviolet rays incident on the reflective electrode 8 can be efficiently reflected. Therefore, it is possible to increase the amount of ultraviolet light emitted from the portion of the outer tube 3 where the reflecting electrode 8 is not provided. That is, the reflective electrode 8 can also function as a reflective film that reflects ultraviolet rays. If the reflective electrode 8 functions as a reflective film, the extraction efficiency of ultraviolet rays generated in the discharge space 9 can be improved.

例えば、反射電極8が、導電性を有し、紫外線に対する反射率が高い材料から形成されていれば、反射電極8を外部電極5の一部、および反射膜として機能させることができる。例えば、反射電極8は、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。この場合、例えば、反射電極8が、電解研磨を施したアルミニウムの板から形成されていれば、反射電極8の、外部電極5の一部としての機能、および反射膜としての機能を向上させることができる。 For example, if the reflective electrode 8 is made of a material that is conductive and highly reflective to ultraviolet rays, the reflective electrode 8 can function as part of the external electrode 5 and as a reflective film. For example, the reflective electrode 8 can be made of metal such as stainless steel, aluminum, and aluminum alloy. In this case, for example, if the reflective electrode 8 is formed of an aluminum plate subjected to electrolytic polishing, the function of the reflective electrode 8 as a part of the external electrode 5 and the function as a reflective film can be improved. can be done.

また、図2に示すように、外管3の管軸に沿った方向から見た場合に、反射電極8の外管3側の面(内面)の中心角θが小さくなると、反射電極8と内部電極4とが対峙する領域が小さくなって、ランプの放電面積が小さくなる。そのため、放電空間9において発生する紫外線の光量が少なくなる。また、反射電極8の内面の面積(紫外線の反射面の面積)も小さくなるので、紫外線の反射量も少なくなる。そのため、中心角θを小さくし過ぎると、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量が少なくなる。 As shown in FIG. 2, when viewed from the direction along the tube axis of the outer tube 3, when the center angle θ of the surface (inner surface) of the reflective electrode 8 on the outer tube 3 side becomes small, the reflective electrode 8 and The area facing the internal electrode 4 becomes smaller, and the discharge area of the lamp becomes smaller. Therefore, the amount of ultraviolet light generated in the discharge space 9 is reduced. In addition, since the area of the inner surface of the reflective electrode 8 (the area of the ultraviolet ray reflecting surface) is also reduced, the amount of reflected ultraviolet rays is also reduced. Therefore, if the central angle .theta.

一方、中心角θが大きくなると、反射電極8と内部電極4とが対峙する領域が大きくなって、ランプの放電面積が大きくなる。そのため、放電空間9において発生する紫外線の光量が増加する。また、反射電極8の面積も大きくなるので、紫外線の反射量も多くなるなる。ところが、中心角θを大きくし過ぎると、外管3の、反射電極8が設けられていない部分の面積が小さくなり過ぎて、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量が少なくなる。 On the other hand, when the central angle .theta. increases, the area where the reflection electrode 8 and the internal electrode 4 face each other increases, and the discharge area of the lamp increases. Therefore, the amount of ultraviolet light generated in the discharge space 9 increases. In addition, since the area of the reflective electrode 8 is also increased, the amount of reflected ultraviolet rays is also increased. However, if the central angle .theta.

図3は、反射電極8の中心角θと、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の増加率との関係を例示するためのグラフである。
なお、図3は、放電空間9に封入されたガスがキセノンの場合である。封入圧力は、50kPa程度とした。発生する紫外線のピーク波長は、172nm程度である。反射電極8と内部電極4とには、11.5kHz、500Wの電力をパルス印加した。
FIG. 3 is a graph for illustrating the relationship between the center angle θ of the reflective electrode 8 and the rate of increase of ultraviolet rays irradiated to the outside of the barrier discharge lamp 1 .
3 shows the case where the gas enclosed in the discharge space 9 is xenon. The sealing pressure was about 50 kPa. The peak wavelength of the generated ultraviolet rays is about 172 nm. A power pulse of 11.5 kHz and 500 W was applied to the reflecting electrode 8 and the internal electrode 4 .

図3から分かる様に、中心角θを「15°≦θ」とすれば、ランプの放電面積の増加、および紫外線の反射面の面積の増加に基づく、紫外線の光量の増加を図ることができる。また、「θ≦240°」とすれば、外管3の、反射電極8が設けられていない部分の面積の減少に基づく、紫外線の光量の低下を抑制することができる。
そのため、「15°≦θ≦240°」とすれば、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量を増加させることができる。
As can be seen from FIG. 3, if the central angle θ is set to "15°≦θ", the discharge area of the lamp and the area of the ultraviolet ray reflecting surface are increased, so that the amount of ultraviolet light can be increased. . Moreover, if "θ≦240°" is satisfied, it is possible to suppress a decrease in the amount of ultraviolet light due to a decrease in the area of the portion of the outer tube 3 where the reflecting electrode 8 is not provided.
Therefore, by setting "15°≦θ≦240°", the amount of ultraviolet light emitted to the outside of the barrier discharge lamp 1 can be increased.

以上に説明した様に、本実施形態に係るバリア放電ランプ1には、反射電極8が設けられているので、メッシュ状の外部電極5を設ける場合であっても、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量を増加させることができる。
また、外管3の管軸に沿った方向から見た場合に、反射電極8の中心角θを「15°≦θ≦240°」とすれば、バリア放電ランプ1の外部に照射される紫外線の光量をさらに増加させることができる。
As described above, since the barrier discharge lamp 1 according to the present embodiment is provided with the reflective electrode 8 , even when the mesh-like external electrode 5 is provided, the external electrode 5 is not outside the barrier discharge lamp 1 . It is possible to increase the amount of ultraviolet light to be irradiated.
Further, when the center angle θ of the reflecting electrode 8 is set to 15°≦θ≦240° when viewed from the direction along the tube axis of the outer tube 3, the ultraviolet rays emitted to the outside of the barrier discharge lamp 1 can further increase the amount of light.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 バリア放電ランプ、2 内管、3 外管、4 内部電極、5 外部電極、8 反射電極、9 放電空間 1 barrier discharge lamp, 2 inner tube, 3 outer tube, 4 inner electrode, 5 outer electrode, 8 reflective electrode, 9 discharge space

Claims (3)

筒状を呈する外管と;
筒状を呈し、前記外管の内部に、ガスが封入された放電空間を介して、前記外管と略同軸に設けられた内管と;
前記外管の外部に設けられ、メッシュ状を呈する外部電極と;
前記内管の内部に設けられた内部電極と;
板状を呈し、前記外管の外面と、前記外部電極との間に設けられた反射電極と;
を具備したバリア放電ランプ。
an outer tube having a cylindrical shape;
a cylindrical inner tube provided inside the outer tube substantially coaxially with the outer tube via a gas-filled discharge space;
an external electrode provided outside the outer tube and having a mesh shape;
an internal electrode provided inside the inner tube;
a plate-like reflective electrode provided between the outer surface of the outer tube and the outer electrode;
A barrier discharge lamp comprising:
前記外管の管軸に沿った方向から見た場合に、前記反射電極の前記外管側の面の中心角θが以下の式を満足する請求項1記載のバリア放電ランプ。
15°≦θ≦240°
2. The barrier discharge lamp according to claim 1, wherein a central angle .theta.
15°≤θ≤240°
前記反射電極は、アルミニウムを含み、
前記反射電極の厚みをT(mm)とした場合に、以下の式を満足する請求項1または2に記載のバリア放電ランプ。
0.1(mm)≦T(mm)≦3.0(mm)
The reflective electrode contains aluminum,
3. The barrier discharge lamp according to claim 1, wherein the following expression is satisfied, where T (mm) is the thickness of the reflecting electrode.
0.1 (mm) ≤ T (mm) ≤ 3.0 (mm)
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