JP6314771B2 - UV lamp - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、紫外線ランプに関する。 Embodiments described herein relate generally to an ultraviolet lamp.
例えば、蛍光体が陽光柱や水銀ガスに触れる位置から離間して設けられた二重管構造の蛍光ランプが開示されている。 For example, a double-tube fluorescent lamp is disclosed in which a phosphor is provided apart from a position where it comes into contact with a positive column or mercury gas.
本発明の実施形態は、長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供する。 Embodiments of the present invention provide an ultraviolet lamp that suppresses uneven illumination distribution in the circumferential direction in a longitudinal section.
本発明の実施形態によれば、内径が13〜17mmで、内部に放電空間が設けられるように両端が封止された内管と、放電空間の両端に設けられた一対の電極と、放電空間に封入された水銀を含むアマルガムと、両端から延びて形成されたフレア部と、を有し、第1の紫外光を放射する発光管と;発光管と空間を介して設けられ、フレア部と接続され、第1の紫外光が照射され、第1の紫外光よりも波長の長い第2の紫外光を放出する蛍光体層と、を有する外管と;を備え、単位長さあたりのランプ入力密度が0.5〜4W/cmである。 According to an embodiment of the present invention, an inner tube having an inner diameter of 13 to 17 mm and sealed at both ends so that a discharge space is provided therein, a pair of electrodes provided at both ends of the discharge space, and a discharge space An amalgam containing mercury encapsulated in a gas, and a flare portion formed extending from both ends, and an arc tube that emits a first ultraviolet light; provided through the arc tube and a space, and a flare portion; A lamp per unit length comprising: an outer tube having a phosphor layer that is connected, irradiated with the first ultraviolet light, and emits a second ultraviolet light having a wavelength longer than that of the first ultraviolet light. The input density is 0.5-4 W / cm.
本発明の実施形態によれば、長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供できる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an ultraviolet lamp in which unevenness of the illuminance distribution in the circumferential direction in the longitudinal section is suppressed.
以下で説明する実施形態に係る紫外線ランプ110、120、130は、内径が13〜17mmで、内部に放電空間12が設けられるように両端が封止された内管11と、放電空間12の両端に設けられた一対の電極16a、16bと、放電空間12に封入された水銀を含むアマルガム13と、両端から延びて形成されたフレア部15a、15a、15b、15bと、を有し、第1の紫外光を放射する発光管10と;発光管10と空間30を介して設けられ、フレア部15a、15a、15b、15bと接続され、第1の紫外光が照射され、第1の紫外光よりも波長の長い第2の紫外光を放出する蛍光体層20と、を有する外管21と;と備え、単位長さあたりのランプ入力密度が0.5〜4W/cmである。 The ultraviolet lamps 110, 120, and 130 according to the embodiments described below have inner diameters of 13 to 17 mm and sealed at both ends so that the discharge space 12 is provided inside, and both ends of the discharge space 12. A pair of electrodes 16a and 16b provided on the discharge space 12, an amalgam 13 containing mercury sealed in the discharge space 12, and flare portions 15a, 15a, 15b and 15b formed extending from both ends, and the first An arc tube 10 that emits the ultraviolet light; provided through the arc tube 10 and the space 30, connected to the flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b, irradiated with the first ultraviolet light, and the first ultraviolet light An outer tube 21 having a phosphor layer 20 that emits a second ultraviolet light having a longer wavelength, and a lamp input density per unit length of 0.5 to 4 W / cm.
また、以下で説明する実施形態に係る紫外線ランプ110、120、130は、アマルガム13における水銀の封入量が0.03〜3wt%である。 Further, in the ultraviolet lamps 110, 120, and 130 according to the embodiments described below, the amount of mercury enclosed in the amalgam 13 is 0.03 to 3 wt%.
また、以下で説明する実施形態に係る紫外線ランプ110、120、130は、アマルガム13に、チタン、インジウム、スズ、ビスマス、亜鉛のいずれか一を含む。 Further, the ultraviolet lamps 110, 120, and 130 according to the embodiments described below include any one of titanium, indium, tin, bismuth, and zinc in the amalgam 13.
また、以下で説明する実施形態に係る紫外線ランプ110、120、130は、空間30に封入されるガスが、ネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスが97.1kPa以上封入される。 Further, in the ultraviolet lamps 110, 120, and 130 according to the embodiments described below, the gas enclosed in the space 30 is neon, argon, nitrogen, or a mixture of two or more of 97.1 kPa or more. Is done.
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1(a)、図1(b)は、第1の実施形態に係る紫外線ランプを例示する模式図である。図1(a)は、紫外線ランプ110を例示している。図1(b)は、図1(a)の破線部Aを拡大して例示している。また、図2は、図1(a)のB1−B2線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating the ultraviolet lamp according to the first embodiment. FIG. 1A illustrates an ultraviolet lamp 110. FIG. 1B illustrates an enlarged view of the broken line portion A in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG.
図1(a)、図1(b)及び図2に表したように、本実施形態に係る紫外線ランプ110は、発光管10と、蛍光体層20と、を含む。 As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 2, the ultraviolet lamp 110 according to the present embodiment includes an arc tube 10 and a phosphor layer 20.
本実施形態では、発光管10として、熱陰極放電ランプを用いた実施形態を例示している。 In the present embodiment, an embodiment using a hot cathode discharge lamp as the arc tube 10 is illustrated.
この例で、発光管10は、内管11を含む。内管11の内部に、放電空間12が設けられる。放電空間12には、例えば、水銀の合金であるアマルガム13や希ガス(図示しない)が封入される。 In this example, the arc tube 10 includes an inner tube 11. A discharge space 12 is provided inside the inner tube 11. In the discharge space 12, for example, an amalgam 13 which is an alloy of mercury or a rare gas (not shown) is enclosed.
この例で、内管11は、直管である。内管11は、放電空間12を気密に保つ。内管11は、紫外線を透過する材料で構成されており、例えば石英ガラスで構成されている。 In this example, the inner tube 11 is a straight tube. The inner tube 11 keeps the discharge space 12 airtight. The inner tube 11 is made of a material that transmits ultraviolet rays, for example, quartz glass.
アマルガム13は、水銀を含む合金であり、アマルガム13の一部が溶融することで放電空間12へ水銀を放出する。アマルガム13は、例えば、水銀−スズ−インジウム−チタンの4元素系であり、水銀が0.3wt%、スズが1.2wt%、インジウムが91.6wt%、チタンが6.9wt%である。アマルガム13の封入量は、例えば、0.05〜10gである。アマルガム13は、第1の電極16aから放電空間12側へ離間して配置されている。なお、アマルガム13の組成は上記に限定されず、例えば、水銀に、チタン、インジウム、ビスマス、スズ、亜鉛のいずれか、または二種以上の合金で設けられてもよいし、組成比が上記と異なっていてもよい。 The amalgam 13 is an alloy containing mercury and releases mercury into the discharge space 12 when a part of the amalgam 13 is melted. The amalgam 13 is, for example, a four-element system of mercury-tin-indium-titanium, with 0.3 wt% mercury, 1.2 wt% tin, 91.6 wt% indium, and 6.9 wt% titanium. The amount of amalgam 13 enclosed is, for example, 0.05 to 10 g. The amalgam 13 is disposed away from the first electrode 16a toward the discharge space 12 side. The composition of the amalgam 13 is not limited to the above. For example, mercury may be provided with any one of titanium, indium, bismuth, tin, and zinc, or two or more alloys, and the composition ratio is as described above. May be different.
希ガスは、紫外線ランプ110に封入されたアマルガム13を構成する水銀が放電により発光するとき、水銀を励起させるために用いられる。希ガスは、水銀の準安定電圧よりもわずかに低い希ガス(アルゴン)を添加しランプの始動電圧を低下させること(ペニング効果)により水銀を励起させ放電を開始し、放電の始動時に放電を促進させ、放電開始後に放電維持に寄与する。希ガスの圧力は、例えば、0.132〜13.2kPa(0.1〜10torr)である。また、希ガスは、ネオン、アルゴン、クリプトンのいずれか一種、または二種以上の混合ガスでよい。 The rare gas is used to excite mercury when mercury constituting the amalgam 13 enclosed in the ultraviolet lamp 110 emits light by discharge. As the rare gas, a rare gas (argon) slightly lower than the metastable voltage of mercury is added to lower the lamp starting voltage (Penning effect) to excite mercury and start discharge. It contributes to maintaining the discharge after the start of discharge. The pressure of the rare gas is, for example, 0.132 to 13.2 kPa (0.1 to 10 torr). Further, the rare gas may be any one of neon, argon, krypton, or a mixed gas of two or more.
内管11は、一端に設けられた封止部14aと、他端に設けられた封止部14bと、を有する。封止部14aには、封止部14aから延びてフレア部15a、15aが設けられる。また、封止部14bには、封止部14bから延びてフレア部15b、15bが設けられる。また、封止部14aには、第1電極16aが、その一部分が埋設して設けられる。また、封止部14bには、第2電極16bが、その一部分が埋設して設けられる。 The inner tube 11 has a sealing portion 14a provided at one end and a sealing portion 14b provided at the other end. The sealing portion 14a is provided with flare portions 15a and 15a extending from the sealing portion 14a. The sealing portion 14b is provided with flare portions 15b and 15b extending from the sealing portion 14b. The sealing portion 14a is provided with the first electrode 16a partially embedded. The sealing portion 14b is provided with a second electrode 16b embedded in a part thereof.
封止部14a、14bには、内管11と同一の材料が用いられる。 The same material as that of the inner tube 11 is used for the sealing portions 14a and 14b.
フレア部15a、15a、15b、15bは、封止部14a、14bから延びて形成される。フレア部15a、15a、15b、15bは、封止部14と同一の材料、すなわち、内管11と同一の材料が用いられている。 The flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b are formed extending from the sealing portions 14a and 14b. The flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b are made of the same material as that of the sealing portion 14, that is, the same material as that of the inner tube 11.
第1電極16aは、例えば、フィラメント17a、リード線18a、18a、金属箔19a、19aを含む。 The first electrode 16a includes, for example, a filament 17a, lead wires 18a and 18a, and metal foils 19a and 19a.
フィラメント17aは、例えば、コイルを三重巻にした、いわゆるトリプルコイルである。フィラメント17aには、例えば、タングステンが用いられる。また、電子放射性をよくするために、フィラメント17aのコイルの隙間には、エミッタ(図示しない)が塗布されている。エミッタには、例えば、カルシウム、バリウム、ジルコニウム及びストロンチウムの少なくともいずれかの炭酸塩などが用いられる。 The filament 17a is, for example, a so-called triple coil in which the coil is triple wound. For example, tungsten is used for the filament 17a. In order to improve electron emission, an emitter (not shown) is applied to the gap between the coils of the filament 17a. For the emitter, for example, a carbonate of at least one of calcium, barium, zirconium and strontium is used.
リード線18a、18aは、一端でフィラメント17aを保持して接続され、他端が金属箔19aと接続される。リード線18a、18aには、例えば、モリブデン棒が用いられる。 The lead wires 18a and 18a are connected by holding the filament 17a at one end, and the other end is connected with the metal foil 19a. For example, a molybdenum rod is used for the lead wires 18a and 18a.
金属箔19a、19aは、封止部14aに埋設され、封止部14aが封止されることにより、内管11の内部を気密に保つ。金属箔19a、19aの一端には、リード線18a、18aが接続され、金属箔19a、19aの他端には、後述する外部リード線31a、31aが接続される。金属箔19a、19aにより、内管11の内部と外部との電気的接続を得る。金属箔19a、19aの線膨張係数は、例えば、内管11の線膨張係数と実質的に等しい。金属箔19a、19aには、例えば、モリブデンが用いられる。 The metal foils 19a and 19a are embedded in the sealing portion 14a, and the inside of the inner tube 11 is kept airtight by sealing the sealing portion 14a. Lead wires 18a, 18a are connected to one end of the metal foils 19a, 19a, and external lead wires 31a, 31a described later are connected to the other ends of the metal foils 19a, 19a. Electrical connection between the inside and the outside of the inner tube 11 is obtained by the metal foils 19a and 19a. The linear expansion coefficient of the metal foils 19a and 19a is substantially equal to the linear expansion coefficient of the inner tube 11, for example. For example, molybdenum is used for the metal foils 19a and 19a.
第2電極16b(第1電極16aと左右対称であるため、図示しない)には、第1電極16aと同様の構成が適用される。すなわち、第2電極16bは、フィラメント17b、リード線18b、18b、金属箔19b、19b、を含む。 A configuration similar to that of the first electrode 16a is applied to the second electrode 16b (which is not shown because it is symmetrical with the first electrode 16a). That is, the second electrode 16b includes a filament 17b, lead wires 18b and 18b, and metal foils 19b and 19b.
このように、発光管10は、放電空間12を含み、水銀輝線を含む第1の紫外光を放射する。第1の紫外光は、253.7nmの水銀輝線を含む。 As described above, the arc tube 10 emits the first ultraviolet light including the discharge space 12 and including the mercury emission line. The first ultraviolet light includes a mercury emission line of 253.7 nm.
蛍光体層20は、内管11の外側に設けられる。この例では、放電空間12と蛍光体層20との間に、内管11の壁部が設けられることで、放電空間12と蛍光体層20とは、互いに離隔される。この例では、蛍光体層20と、内管11と、の間に、更に空間30が設けられる。空間30には不活性ガス(例えばネオンガス、アルゴンガス、窒素ガス)が充填されている。 The phosphor layer 20 is provided outside the inner tube 11. In this example, the wall portion of the inner tube 11 is provided between the discharge space 12 and the phosphor layer 20, so that the discharge space 12 and the phosphor layer 20 are separated from each other. In this example, a space 30 is further provided between the phosphor layer 20 and the inner tube 11. The space 30 is filled with an inert gas (for example, neon gas, argon gas, nitrogen gas).
この例では、内管11の周りに、外管21が設けられている。外管21の内壁に、蛍光体層20が設けられている。外管21には、例えば、オゾンレス石英が用いられる。 In this example, an outer tube 21 is provided around the inner tube 11. A phosphor layer 20 is provided on the inner wall of the outer tube 21. For the outer tube 21, for example, ozoneless quartz is used.
蛍光体層20には、発光管10から放射された第1の紫外光が照射される。すなわち、蛍光体層20は、253.7nmの水銀輝線の少なくとも一部を吸収する。蛍光体層20は、第1の紫外光とは異なる第2の紫外光を放出する。第2の紫外光の波長は、第1の紫外光の波長よりも長い。第2の紫外光の波長(ピーク波長)は、例えば、280nm以上400nm以下である。すなわち、第2の紫外光は、例えば、紫外線である。この例では、第2の紫外光は、外管21を通過して、外部に放出される。この例では、紫外線の透過率が高い石英を外管21に用いることで、外管21における、紫外線の吸収が抑制できるため、第2の紫外光の照度は高い。なお、第2の紫外光は、第1の紫外光のように単一波長の紫外光である必要はなく、例えば、360nmにピークを有する、280〜400nmのブロードな分光分布を有していてもよい。 The phosphor layer 20 is irradiated with the first ultraviolet light emitted from the arc tube 10. That is, the phosphor layer 20 absorbs at least a part of the 253.7 nm mercury emission line. The phosphor layer 20 emits second ultraviolet light different from the first ultraviolet light. The wavelength of the second ultraviolet light is longer than the wavelength of the first ultraviolet light. The wavelength (peak wavelength) of the second ultraviolet light is, for example, not less than 280 nm and not more than 400 nm. That is, the second ultraviolet light is, for example, ultraviolet light. In this example, the second ultraviolet light passes through the outer tube 21 and is emitted to the outside. In this example, by using quartz having a high ultraviolet transmittance for the outer tube 21, absorption of ultraviolet rays in the outer tube 21 can be suppressed, so the illuminance of the second ultraviolet light is high. The second ultraviolet light does not have to be a single wavelength ultraviolet light like the first ultraviolet light, and has a broad spectral distribution of 280 to 400 nm having a peak at 360 nm, for example. Also good.
また、図1(b)には、本実施形態に係る内管11と、外管21との接続様式、および外管21の封止を例示している。 FIG. 1B illustrates the connection mode between the inner tube 11 and the outer tube 21 and the sealing of the outer tube 21 according to this embodiment.
図1(b)に表したように、紫外線ランプ110において、外管21は、外管封止部21c、21dを有している。外管封止部21c、21dは、内管11の封止部14a、14bから延びて形成されたフレア部15a、15a、15b、15bと、外管21とが封止されることにより形成される。 As shown in FIG. 1B, in the ultraviolet lamp 110, the outer tube 21 has outer tube sealing portions 21c and 21d. The outer tube sealing portions 21c and 21d are formed by sealing the flare portions 15a, 15a, 15b and 15b formed extending from the sealing portions 14a and 14b of the inner tube 11 and the outer tube 21. The
空間30にはネオンガス、アルゴンガス、窒素ガスのいずれか、または二種以上の混合ガスが97.1kPa以上封入される。なお、空間30に封入されるガスは、熱伝導率が0.016W/(m・K)以上であることが望ましい。 The space 30 is filled with 97.1 kPa or more of neon gas, argon gas, nitrogen gas, or a mixed gas of two or more. Note that the gas sealed in the space 30 preferably has a thermal conductivity of 0.016 W / (m · K) or more.
外部リード線31a、31aは、外管21内に設けられた内管11に、紫外線ランプ110の外部から電力を供給する。外部リード線31a、31aの一端は、金属箔19a、19aと接続される。外部リード線31a、31aの他端は、外管21の外側に露出している。外部リード線31a、31aには、例えば、モリブデンが用いられる。 The external lead wires 31 a and 31 a supply power from the outside of the ultraviolet lamp 110 to the inner tube 11 provided in the outer tube 21. One ends of the external lead wires 31a and 31a are connected to the metal foils 19a and 19a. The other ends of the external lead wires 31 a and 31 a are exposed to the outside of the outer tube 21. For example, molybdenum is used for the external lead wires 31a and 31a.
このように、本実施形態に係る紫外線ランプ110は、2重管構造を有する。2重管構造においては、内管となる発光管10の外側に外管21が設けられる。発光管10の放電空間以外の位置に、蛍光体層20が設けられる。そして、内管11の周囲は、例えば、ネオンガスなどで密閉される。 Thus, the ultraviolet lamp 110 according to the present embodiment has a double tube structure. In the double tube structure, an outer tube 21 is provided outside the arc tube 10 serving as an inner tube. A phosphor layer 20 is provided at a position other than the discharge space of the arc tube 10. The periphery of the inner tube 11 is sealed with, for example, neon gas.
紫外線ランプは、例えば、液晶パネルの製造工程において用いられる。製造工程中の硬化工程において、紫外線ランプから出射する光(例えば紫外線)が、加工体に照射される。この光の照度は、例えば1mJ以上10,000mJ以下であり、光の波長(例えば、ピーク波長)は、例えば、300nm以上400nm以下である。このような紫外線を、液晶パネルに含まれる部材となる材料、例えば紫外線硬化樹脂や重合開始剤に照射して、材料を硬化させたり、分子を重合させたりすることで、液晶パネルが製造される。 The ultraviolet lamp is used in a manufacturing process of a liquid crystal panel, for example. In the curing step during the manufacturing process, light (for example, ultraviolet rays) emitted from the ultraviolet lamp is irradiated onto the workpiece. The illuminance of this light is, for example, 1 mJ or more and 10,000 mJ or less, and the wavelength of the light (for example, peak wavelength) is, for example, 300 nm or more and 400 nm or less. A liquid crystal panel is manufactured by irradiating materials such as ultraviolet curable resins or polymerization initiators, which are members included in the liquid crystal panel, with such ultraviolet rays to cure the materials or polymerize molecules. .
ここで、熱陰極紫外線ランプ110の内管11は、その内径が13〜17mmであることが望ましい。これは、単位長さあたりのランプ入力密度(W/cm)を0.5〜4の範囲で発光管10を点灯させるときに、内管11の内径が13〜17mmの範囲にあると、水銀の蒸気圧を、所望の範囲におさめることができ、紫外線の発光強度を適切に保つことができるためである。 Here, it is desirable that the inner tube 11 of the hot cathode ultraviolet lamp 110 has an inner diameter of 13 to 17 mm. This is because when the arc tube 10 is turned on with the lamp input density (W / cm) per unit length in the range of 0.5 to 4, the inner diameter of the inner tube 11 is in the range of 13 to 17 mm. This is because the vapor pressure can be kept within a desired range, and the emission intensity of ultraviolet rays can be maintained appropriately.
また、熱陰極紫外線ランプ110の単位長さあたりの入力密度(W/cm)は、0.5〜4の範囲であることが望ましい。単位長さあたりの入力密度が0.5W/cmを下回ると、紫外線照度が低下するため、好ましくない。一方、単位長さあたりの入力密度が4W/cmを上回ると、発光管10を点灯させたときに発光管10内に生じる陽光柱(図示しない)からの輻射熱が多くなり、中に封入する水銀の蒸気圧のコントロールが困難となるため、好ましくない。よって、単位長さあたりの入力密度は、0.5〜4W/cmであることが望ましい。なお、ここでいう「単位長さあたりのランプ入力密度(W/cm)とは、熱陰極紫外線ランプ110に投入されるランプ電力(W)を、熱陰極紫外線ランプ110における第1の電極14aから第2の電極14bまでの長さ、すなわち、電極間距離(cm)で除した値である。 The input density (W / cm) per unit length of the hot cathode ultraviolet lamp 110 is preferably in the range of 0.5-4. If the input density per unit length is less than 0.5 W / cm, the ultraviolet illuminance decreases, which is not preferable. On the other hand, when the input density per unit length exceeds 4 W / cm, the radiation heat from the positive column (not shown) generated in the arc tube 10 when the arc tube 10 is turned on increases, and mercury enclosed in the arc. This is not preferable because it is difficult to control the vapor pressure. Therefore, the input density per unit length is desirably 0.5 to 4 W / cm. The “lamp input density per unit length (W / cm)” here refers to the lamp power (W) input to the hot cathode ultraviolet lamp 110 from the first electrode 14 a in the hot cathode ultraviolet lamp 110. It is a value obtained by dividing the length to the second electrode 14b, that is, the interelectrode distance (cm).
また、水銀は、アマルガムとして封入されることが望ましい。本実施形態に係る紫外線ランプを提供するために、ランプ入力密度が0.5〜4W/cmの条件を満たすよう水銀単体を封入しようとしても、発光管に電力を供給した際に形成される陽光柱からの輻射熱の影響で、水銀の蒸気圧が所望の範囲を大幅に上回ってしまい、水銀の蒸気圧を制御することが困難である。そのため、水銀単体よりも蒸気圧を下げることが可能なアマルガムで存在することが望ましい。 Moreover, it is desirable that mercury is enclosed as amalgam. In order to provide the ultraviolet lamp according to the present embodiment, even when trying to enclose mercury alone so that the lamp input density satisfies the condition of 0.5 to 4 W / cm, the sunlight formed when power is supplied to the arc tube Due to the influence of radiant heat from the pillars, the vapor pressure of mercury greatly exceeds the desired range, and it is difficult to control the vapor pressure of mercury. Therefore, it is desirable to exist in an amalgam capable of lowering the vapor pressure than mercury alone.
ここで、一般照明に用いられる蛍光ランプと同じように、発光管の放電空間内に蛍光体層を設ける参考例と比較する。本実施形態の紫外線ランプと、参考例の紫外線ランプとを1Aで点灯したときにおいては、蛍光体層の特性が劣化し易いことが分かった。その理由は、本実施形態と参考例との適切な電流値が異なるためである。参考例の適切な電流値は0.8A程度である。一方、本実施形態の適切な電流値は1〜4Aである。電流値が上昇すれば、放電空間の温度が上昇するため例えば、加えられる温度により蛍光体劣化する。また、放電空間の温度が上昇するため、励起状態の水銀または希ガス元素が蛍光体へより衝突しやすくなり蛍光体が劣化し、蛍光体における変換効率が低下する。これらの要因により、参考例においては、照度が低下し、照度の維持が困難である。 Here, like a fluorescent lamp used for general illumination, a comparison is made with a reference example in which a phosphor layer is provided in the discharge space of the arc tube. It was found that when the ultraviolet lamp of this embodiment and the ultraviolet lamp of the reference example were lit at 1 A, the characteristics of the phosphor layer were likely to deteriorate. The reason is that an appropriate current value is different between the present embodiment and the reference example. An appropriate current value of the reference example is about 0.8A. On the other hand, a suitable current value of this embodiment is 1 to 4A. If the current value increases, the temperature of the discharge space increases, so that, for example, the phosphor deteriorates due to the applied temperature. Further, since the temperature of the discharge space rises, excited mercury or a rare gas element more easily collides with the phosphor, the phosphor is deteriorated, and the conversion efficiency in the phosphor is lowered. Due to these factors, in the reference example, the illuminance decreases and it is difficult to maintain the illuminance.
このような紫外線を出射する紫外線ランプとして、一般照明用途の熱陰極蛍光ランプに用いられる、バルブ内面に塗布される蛍光体を、280nm以上400nm以下の波長範囲で発光する蛍光体(UV蛍光体)に変更する構成がある。しかしながら、この構成においては、蛍光体が一般照明用の蛍光体に比べて劣化し易いことが、発明者の検討により判明した。 As such an ultraviolet lamp that emits ultraviolet rays, a phosphor that is used in a hot cathode fluorescent lamp for general illumination and emits light in a wavelength range of 280 nm to 400 nm (UV phosphor) that is applied to the inner surface of the bulb. There is a configuration to change. However, in this configuration, the inventors have found that phosphors are more likely to deteriorate than phosphors for general illumination.
本実施形態においては、発光管10の放電空間12と、蛍光体層20と、を離間させる。これにより、蛍光体層20における劣化が抑制でき、照度の維持率が高い。 In the present embodiment, the discharge space 12 of the arc tube 10 and the phosphor layer 20 are separated from each other. Thereby, deterioration in the phosphor layer 20 can be suppressed, and the illuminance maintenance rate is high.
また、発明者が種々の検討を行った結果、内管11を、封止部14a、14bより延びて形成したフレア部15a、15a、15b、15bを介して外管21と封止することにより、周方向の照度分布の不均一を抑制できることが判明した。その理由として、内管11と外管21との封止を、フレア部15a、15a、15b、15bを介して行うことにより、内管11と外管21の長手方向中心軸の偏心を抑制することができるためである。 Further, as a result of various studies by the inventor, the inner tube 11 is sealed with the outer tube 21 through the flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b formed extending from the sealing portions 14a and 14b. It was found that the uneven illumination distribution in the circumferential direction can be suppressed. The reason is that the inner tube 11 and the outer tube 21 are sealed through the flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b, thereby suppressing the eccentricity of the longitudinal central axes of the inner tube 11 and the outer tube 21. Because it can.
内管11から放出された第1の紫外線は内管11長手方向断面において周方向に一様に分布し、外管21に設けられた蛍光体層20に照射される。このとき、内管11が偏心して外管21に封止されていると、内管11から放出された第1の紫外線が内管11長手方向断面において周方向に一様に分布していても、蛍光体層20に照射される第1の紫外線の分布が一様でなくなる。このため、蛍光体層20から放出される第2の紫外線も長手方向断面における周方向の照度分布が一様でなくなる。このため、紫外線ランプ110の長手方向断面における周方向の照度分布が一様でなくなる。 The first ultraviolet rays emitted from the inner tube 11 are uniformly distributed in the circumferential direction in the longitudinal section of the inner tube 11, and are irradiated to the phosphor layer 20 provided in the outer tube 21. At this time, if the inner tube 11 is eccentric and sealed by the outer tube 21, even if the first ultraviolet rays emitted from the inner tube 11 are uniformly distributed in the circumferential direction in the longitudinal section of the inner tube 11. The distribution of the first ultraviolet rays applied to the phosphor layer 20 is not uniform. For this reason, the second ultraviolet ray emitted from the phosphor layer 20 also has a nonuniform illuminance distribution in the circumferential direction in the longitudinal section. For this reason, the illuminance distribution in the circumferential direction in the longitudinal section of the ultraviolet lamp 110 is not uniform.
一方、内管11と外管21とを、内管11の封止部14a、14bより延びて形成されたフレア部15a、15a、15b、15bを介して封止することで、内管11と外管21の長手方向中心軸の偏心を抑制することができ、上記不具合を抑制することができる。 On the other hand, the inner tube 11 and the outer tube 21 are sealed through flare portions 15a, 15a, 15b, and 15b formed by extending from the sealing portions 14a and 14b of the inner tube 11, so that the inner tube 11 and The eccentricity of the central axis in the longitudinal direction of the outer tube 21 can be suppressed, and the above problems can be suppressed.
また、アマルガム13は、特に水銀−スズ−インジウム−チタンのアマルガムにおける水銀の重量%(wt%)は0.03〜3.0の範囲であることが望ましく、特に0.3wt%が最もよい。水銀−スズ−インジウム−チタンのアマルガムにおいて水銀が0.3wt%であると最も紫外線照度が高く、0.03〜3wt%の範囲では0.5wt%のときの紫外線照度と比較して90%の相対照度値が得られるためである。なお、ランプ内管に含まれるアマルガムの組成は、例えば熱陰極紫外線ランプを液体窒素で冷却し、十分な時間を経た後に破壊しアマルガムを取り出し、アマルガムを硝酸に溶かして、アマルガムが溶けた硝酸溶液をICP(発光分光分析装置)にて定量分析を行うことで、決定することができる。アマルガムにおける水銀の封入量を0.03〜3wt%とすることで、更に紫外線ランプの長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制することができる。 In the amalgam 13, the mercury-tin-indium-titanium amalgam preferably has a weight% (wt%) of mercury in the range of 0.03 to 3.0, particularly 0.3 wt%. In the mercury-tin-indium-titanium amalgam, when the mercury content is 0.3 wt%, the highest UV illumination intensity is obtained, and in the range of 0.03 to 3 wt%, 90% of the UV illumination intensity is 0.5 wt%. This is because the relative illuminance value can be obtained. The composition of the amalgam contained in the lamp inner tube is, for example, a hot-cathode ultraviolet lamp cooled with liquid nitrogen, and after a sufficient time has passed, the amalgam is broken and taken out, and the amalgam is dissolved in nitric acid. Can be determined by performing quantitative analysis with ICP (Emission Spectroscopy). By setting the amount of mercury enclosed in the amalgam to be 0.03 to 3 wt%, it is possible to further suppress the uneven illuminance distribution in the circumferential direction in the longitudinal section of the ultraviolet lamp.
アマルガム13は、図1(a)に表したように、紫外線ランプ110において、発光管10の内管11に設けている。また、アマルガム13は、内管11と化学的な相互作用により結合している。これは、アマルガム13中に含まれるチタンが影響している。アマルガム13中に含まれるチタンは、内管11を構成する石英ガラス(SiO2)と化学的に相互作用しやすいため、化学的に弱く結合している。つまり、アマルガム13は、内管11と接合している。一般に、熱陰極ランプにおいて、アマルガム13は最冷部に設けられることが多いが、本実施形態のような二重管の熱陰極ランプでは、外管の中に設ける内管に最冷部を意図して設けることは困難である。内管より枝分かれして最冷部を設けると、外管との封止が困難となる。また、一重管にアマルガム13を設けるときと異なり、二重管の内管にアマルガム13を設けると、内管は外部からの温度の影響を受けにくくなり、局所的に内管の一部を冷却することが困難となる。よって、最冷部を意図的に設けることが困難である。また、内管と相互作用しやすいチタンなどの金属をアマルガム13に入れないと、アマルガム13は内管で自由に移動することができ、特に移動の衝撃などによりアマルガム13が分散する。アマルガム13が分散すると、ランプ点灯時に水銀蒸気圧の差異による紫外線強度がばらつくため、好ましくない。よって、アマルガム13には内管と相互しやすいチタンなどを封入することが好ましい。また、アマルガム13におけるチタンの重量%(wt%)は、1〜10wt%であることが望ましい。アマルガム13におけるチタンの重量%が1.0を下回ると、アマルガム13が内管11と結合する力が弱まり、アマルガム13が自由に移動してしまうためである。一方、アマルガム13におけるチタンの重量が10を上回ると、アマルガム13自体の融点が高くなるため、水銀蒸気が放電空間12へ放出される量が少なくなり、水銀蒸気圧が低下し、紫外線照度が低下してしまうためである。なお、アマルガム13に含まれる金属はチタンに限定されず、内管12の石英ガラスと弱い相互作用をする金属元素であればどのようなものでもよく、例えば、アルミニウムやケイ素でもよい。アマルガム13に含まれる金属がアルミニウムの場合はアマルガム13における重量%(wt%)が0.5〜3の範囲であることが望ましく、ケイ素の場合はアマルガム13における重量%(wt%)が2〜12の範囲であることが望ましい。 As shown in FIG. 1A, the amalgam 13 is provided in the inner tube 11 of the arc tube 10 in the ultraviolet lamp 110. The amalgam 13 is bonded to the inner tube 11 by chemical interaction. This is influenced by titanium contained in the amalgam 13. Titanium contained in the amalgam 13 is chemically weakly bonded with quartz glass (SiO 2 ) constituting the inner tube 11 because it easily interacts chemically. That is, the amalgam 13 is joined to the inner tube 11. In general, in the hot cathode lamp, the amalgam 13 is often provided in the coldest part, but in the double-tube hot cathode lamp as in the present embodiment, the coldest part is intended for the inner tube provided in the outer tube. It is difficult to provide them. If the coldest part is provided by branching from the inner tube, sealing with the outer tube becomes difficult. Also, unlike the case where the amalgam 13 is provided in the single pipe, when the amalgam 13 is provided in the inner pipe of the double pipe, the inner pipe is less affected by the temperature from the outside, and a part of the inner pipe is locally cooled. Difficult to do. Therefore, it is difficult to intentionally provide the coldest part. In addition, if a metal such as titanium that easily interacts with the inner tube is not put in the amalgam 13, the amalgam 13 can move freely in the inner tube, and the amalgam 13 is dispersed particularly by an impact of movement or the like. Dispersing the amalgam 13 is not preferable because the ultraviolet intensity due to the difference in mercury vapor pressure varies when the lamp is lit. Therefore, it is preferable to enclose the amalgam 13 with titanium or the like that easily interacts with the inner tube. Moreover, it is desirable that the weight% (wt%) of titanium in the amalgam 13 is 1 to 10 wt%. This is because when the weight percentage of titanium in the amalgam 13 is less than 1.0, the force with which the amalgam 13 is bonded to the inner tube 11 is weakened, and the amalgam 13 moves freely. On the other hand, if the weight of titanium in the amalgam 13 exceeds 10, the melting point of the amalgam 13 itself increases, so that the amount of mercury vapor released into the discharge space 12 decreases, the mercury vapor pressure decreases, and the ultraviolet illuminance decreases. It is because it will do. The metal contained in the amalgam 13 is not limited to titanium, and any metal element may be used as long as it is a metal element that weakly interacts with the quartz glass of the inner tube 12. For example, aluminum or silicon may be used. When the metal contained in the amalgam 13 is aluminum, the weight percentage (wt%) in the amalgam 13 is preferably in the range of 0.5 to 3, and in the case of silicon, the weight percentage (wt%) in the amalgam 13 is 2 to 2. A range of 12 is desirable.
また、アマルガム13に、インジウム、スズ、ビスマス、亜鉛のいずれか一を含むことにより、アマルガム13に含まれる水銀の蒸気圧を制御することができるため、紫外線ランプの長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制することができる。 Moreover, since the vapor pressure of mercury contained in the amalgam 13 can be controlled by including any one of indium, tin, bismuth, and zinc in the amalgam 13, the circumferential illuminance in the longitudinal section of the ultraviolet lamp Distribution nonuniformity can be suppressed.
また、空間30にはネオンガス、アルゴンガス、窒素ガスのいずれか、または二種以上の混合ガスが97.1kPa以上封入される。なお、空間30に封入されるガスは、熱伝導率が0.016W/(m・K)以上であることが望ましい。空間30に封入されるガスの熱伝導率が0.016W/(m・K)未満であると、発光管10から放出される熱が空間30内にこもってしまい、発光管10の温度が過剰に上昇する。発光管10の温度が過剰に上昇すると、発光管10の内部に封入されたアマルガム13から放出される水銀の蒸気圧が過剰に上昇してしまい、水銀自身による紫外線の自己吸収が生じるため、照度が低下してしまう。このため、空間30に封入されるガスの熱伝導率は、0.016W/(m・K)以上であることが望ましい。ただし、空間30に封入されるガスの熱伝導率が0.016W/(m・K)以上であっても、例えば、ヘリウムのように、原子半径の小さなものは、ガスが発光管10に侵入するため、好ましくない。そのため、空間30に封入されるガスは、ネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスが充填されていることが望ましい。また、空間30に封入されるガスの圧力は、97.1kPa(730torr)以上であることが望ましい。空間30に封入されるガスの圧力が97.1kPa未満であると、発光管10から放出される熱が空間30内にこもってしまい、発光管10の温度が過剰に上昇する。発光管10の温度が過剰に上昇すると、発光管10の内部に封入されたアマルガム13から放出される水銀の蒸気圧が過剰に上昇してしまい、水銀自身による紫外線の自己吸収が生じるため、照度が低下してしまう。このため、空間30に封入されるガスの圧力は、97.1kPa(730torr)以上であることが望ましい。なお、好ましくは、空間30に封入されるガスがネオンの場合は97.1kPa(730torr)以上111kPa(833torr)以下、アルゴンの場合は97.1kPa(730torr)以上111kPa(833torr)以下、窒素の場合は99.8kPa(750torr)以上111kPa(833torr)以下であることが望ましい。空間30にネオンガス、アルゴンガス、窒素ガスのいずれか、または二種以上の混合ガスが97.1kPa(730torr)以上封入されることで、紫外線ランプの長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供することができる。 The space 30 is filled with 97.1 kPa or more of neon gas, argon gas, nitrogen gas, or two or more mixed gases. Note that the gas sealed in the space 30 preferably has a thermal conductivity of 0.016 W / (m · K) or more. If the thermal conductivity of the gas sealed in the space 30 is less than 0.016 W / (m · K), the heat emitted from the arc tube 10 is trapped in the space 30 and the temperature of the arc tube 10 is excessive. To rise. If the temperature of the arc tube 10 rises excessively, the vapor pressure of mercury released from the amalgam 13 enclosed in the arc tube 10 will rise excessively, and ultraviolet self-absorption occurs due to the mercury itself. Will fall. For this reason, the thermal conductivity of the gas sealed in the space 30 is desirably 0.016 W / (m · K) or more. However, even if the thermal conductivity of the gas sealed in the space 30 is 0.016 W / (m · K) or more, for example, gas having a small atomic radius such as helium enters the arc tube 10. Therefore, it is not preferable. Therefore, it is desirable that the gas sealed in the space 30 is filled with neon, argon, nitrogen, or a mixed gas of two or more. The pressure of the gas sealed in the space 30 is desirably 97.1 kPa (730 torr) or more. If the pressure of the gas sealed in the space 30 is less than 97.1 kPa, the heat released from the arc tube 10 is trapped in the space 30 and the temperature of the arc tube 10 rises excessively. If the temperature of the arc tube 10 rises excessively, the vapor pressure of mercury released from the amalgam 13 enclosed in the arc tube 10 will rise excessively, and ultraviolet self-absorption occurs due to the mercury itself. Will fall. For this reason, the pressure of the gas sealed in the space 30 is desirably 97.1 kPa (730 torr) or more. Preferably, 97.1 kPa (730 torr) or more and 111 kPa (833 torr) or less when the gas sealed in the space 30 is neon, 97.1 kPa (730 torr) or more and 111 kPa (833 torr) or less when argon is used, or nitrogen. Is preferably 99.8 kPa (750 torr) or more and 111 kPa (833 torr) or less. The space 30 is filled with at least 97.1 kPa (730 torr) of neon gas, argon gas, nitrogen gas, or a mixed gas of two or more, so that the illuminance distribution in the circumferential direction in the longitudinal section of the ultraviolet lamp is not uniform. It is possible to provide an ultraviolet lamp that suppresses the above.
本実施形態によれば、長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide an ultraviolet lamp in which unevenness in the circumferential illuminance distribution in the longitudinal section is suppressed.
さらに、一般照明用途の熱陰極蛍光ランプにおいては、ランプの管の材料として、例えば、ソーダ石灰ガラスまたはいわゆる鉛フリーの軟質ガラスが用いられる。これらの材料における300nmの波長の光に対する透過率は低い。このため、一般照明用途の熱陰極蛍光ランプに用いられる蛍光体をUV蛍光体に変更する構成においては、得られる紫外線の照度が低い。照度が低いと、例えば、上記の製造工程において硬化のための時間が長くなり、生産性が低い。 Furthermore, in a hot cathode fluorescent lamp for general lighting applications, for example, soda lime glass or so-called lead-free soft glass is used as a material for the lamp tube. These materials have low transmittance for light having a wavelength of 300 nm. For this reason, in the structure which changes the fluorescent substance used for the hot cathode fluorescent lamp for a general illumination use to UV fluorescent substance, the illumination intensity of the ultraviolet-rays obtained is low. When the illuminance is low, for example, in the above manufacturing process, the time for curing becomes long and the productivity is low.
本実施形態に係る紫外線ランプ110においては、外管21として紫外線に対する透過率が高い材料(例えば石英)を用いることで、高い照度が得られる。これにより、製造工程における生産性は高い。 In the ultraviolet lamp 110 according to the present embodiment, high illuminance can be obtained by using a material (for example, quartz) having a high transmittance with respect to ultraviolet rays as the outer tube 21. Thereby, the productivity in the manufacturing process is high.
なお、外管21に用いる材料は石英に限定されない。例えば、ソーダ石灰ガラスまたはいわゆる鉛フリーの軟質ガラスを用いてもよい。要は蛍光体層20により変換された光を透過する材料であればどのような材料を用いてもよい。 The material used for the outer tube 21 is not limited to quartz. For example, soda lime glass or so-called lead-free soft glass may be used. In short, any material that transmits the light converted by the phosphor layer 20 may be used.
ここで、実施形態に係る紫外線ランプ110と、フレア部15a、15a、15b、15bを設けずに制作した紫外線ランプ500(外管封止部の拡大図を図3に示す)の、長手方向断面における周方向の照度分布について比較した結果を図4に示す。なお、以下に示す比較結果を得るための測定では、照度計としてORC製紫外線照度計UV−M03Aを用い、紫外線ランプ110、500の中心から30mm離間した位置で、紫外線ランプ110、500の鉛直上を0°と定義して時計回りに45°ずつ測定した照度をプロットし、それぞれの紫外線ランプ110、500の照度の最大値を100%として規格化した。また、詳細な仕様は以下のとおりである。 Here, the longitudinal section of the ultraviolet lamp 110 according to the embodiment and the ultraviolet lamp 500 produced without providing the flare portions 15a, 15a, 15b, 15b (an enlarged view of the outer tube sealing portion is shown in FIG. 3). FIG. 4 shows the result of comparison of the illuminance distribution in the circumferential direction. In the measurement for obtaining the comparison result shown below, an ultraviolet illuminance meter UV-M03A manufactured by ORC is used as the illuminance meter, and the UV lamps 110 and 500 are vertically positioned at a position 30 mm away from the centers of the ultraviolet lamps 110 and 500. Is defined as 0 °, and the illuminance measured 45 ° clockwise is plotted, and normalized by setting the maximum value of illuminance of each of the ultraviolet lamps 110 and 500 as 100%. The detailed specifications are as follows.
実施形態に係る紫外線ランプ110:内径17mm、内管11の長さ:500mm、紫外線ランプ110全体長さ600mm。 The ultraviolet lamp 110 according to the embodiment: the inner diameter is 17 mm, the length of the inner tube 11 is 500 mm, and the entire length of the ultraviolet lamp 110 is 600 mm.
従来品である紫外線ランプ500:内径17mm、内管51の長さ:300mm、内管11と外管封止部21の構成:外管封止部21cは、外管21と、ステム22cとが封止されることにより封止され、ステム22cは、封止部24cと、フレア部26cを有する。封止部24cは、ピンチシール構造を有している。フレア部26cは、外管21とステム22cとの封止部(封着部)である。外管封止部21cにおいては、内管11の内部リード線27a、27aの端(金属箔19a、19aと接続されていない側の端)と、外管金属箔28a、28aと、外部リード線31a、31aと、が設けられている。外管金属箔28a、28aは、封止部24cに埋設され、封止されることにより、外管21の内部を気密に保つ。また、外管金属箔28a、28aにより、外管21の内部と外部との電気的接続を得る。外管金属箔28a、28aには、例えば、モリブデンが用いられる。 Conventional product UV lamp 500: inner diameter 17 mm, inner tube 51 length: 300 mm, inner tube 11 and outer tube sealing part 21 structure: outer tube sealing part 21c includes outer tube 21 and stem 22c. The stem 22c has a sealing portion 24c and a flare portion 26c. The sealing part 24c has a pinch seal structure. The flare portion 26c is a sealing portion (sealing portion) between the outer tube 21 and the stem 22c. In the outer tube sealing portion 21c, the ends of the inner lead wires 27a and 27a of the inner tube 11 (ends not connected to the metal foils 19a and 19a), the outer tube metal foils 28a and 28a, and the outer lead wires 31a and 31a are provided. The outer tube metal foils 28a and 28a are embedded and sealed in the sealing portion 24c, thereby keeping the inside of the outer tube 21 airtight. Further, the outer tube metal foils 28a, 28a provide electrical connection between the inside and the outside of the outer tube 21. For example, molybdenum is used for the outer tube metal foils 28a and 28a.
図4から明らかである通り、フレア部15a、15a、15b、15bを設けて制作した紫外線ランプ110の方が、フレア部15a、15a、15b、15bを設けずに制作した紫外線ランプ500よりも、長手方向断面における周方向の照度分布が一様である。 As is clear from FIG. 4, the ultraviolet lamp 110 produced with the flare portions 15a, 15a, 15b, 15b is more than the ultraviolet lamp 500 produced without the flare portions 15a, 15a, 15b, 15b. The circumferential illuminance distribution in the longitudinal section is uniform.
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る紫外線ランプを例示する模式的断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an ultraviolet lamp according to the second embodiment.
図5に表したように、本実施形態に係る紫外線ランプ120においては、発光管10の内管11は、U字状である。すなわち、内管11は、第1部分11aと、第2部分11bと、第3部分11cと、を含む。第1部分11a及び第2部分11bは、第1方向に沿って延びる。第2部分11bは、第1方向に対して交差(この例では直交)する第2方向に沿って、第1部分11aと並ぶ。第3部分11cは、第1部分11aの一端と、第2部分11bの一端と、を接続する。この例では、第1部分11aの他端に、第1電極16aが設けられる、第2部分11bの他端に、第2電極16bが設けられる。 As shown in FIG. 5, in the ultraviolet lamp 120 according to the present embodiment, the inner tube 11 of the arc tube 10 is U-shaped. That is, the inner tube 11 includes a first portion 11a, a second portion 11b, and a third portion 11c. The first portion 11a and the second portion 11b extend along the first direction. The second portion 11b is aligned with the first portion 11a along a second direction that intersects (orthogonally in this example) the first direction. The third portion 11c connects one end of the first portion 11a and one end of the second portion 11b. In this example, the first electrode 16a is provided at the other end of the first portion 11a, and the second electrode 16b is provided at the other end of the second portion 11b.
第3部分11cは、内管11の折り曲げ部となる。このように、実施形態において、内管11に折り曲げ部が設けられても良い。折り曲げ部の数は、1でも良く、2以上でも良い。例えば、内管11は、S字形状や、W字形状を有しても良い。このように、内管11に折り曲げ部を設けることにより、複数灯の紫外線ランプを用いなくても、より広範囲に紫外線を照射することが可能となる。 The third portion 11 c serves as a bent portion of the inner tube 11. Thus, in the embodiment, the inner pipe 11 may be provided with a bent portion. The number of the bent portions may be 1 or 2 or more. For example, the inner tube 11 may have an S shape or a W shape. As described above, by providing the inner tube 11 with the bent portion, it is possible to irradiate ultraviolet rays over a wider range without using a plurality of ultraviolet lamps.
本実施形態においても、長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供することできる。 Also in the present embodiment, it is possible to provide an ultraviolet lamp that suppresses uneven illumination distribution in the circumferential direction in the longitudinal section.
本実施形態に係る構成は、第1の実施形態に係る紫外線ランプ及びその変形に適用しても良い。 The configuration according to the present embodiment may be applied to the ultraviolet lamp according to the first embodiment and modifications thereof.
(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係る紫外線ランプを例示する模式図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic view illustrating an ultraviolet lamp according to the third embodiment.
図6に表したように、本実施形態に係る紫外線ランプ130においては、複数の発光管10が設けられる。複数の発光管10のそれぞれが、1つの方向に延びる形状を有している場合、複数の発光管10のそれぞれの延びる方向は、例えば、互いに平行に設定できる。複数の発光管10の少なくとも2つにおける伸びる方向が、互いに交差しても良い。このように、複数の発光管10を設けることにより、紫外線ランプに用いられる発光管の光量が小さくても、発光管10を複数用いることで、紫外線ランプとしての光量を増大することが可能となる。 As shown in FIG. 6, the ultraviolet lamp 130 according to the present embodiment is provided with a plurality of arc tubes 10. When each of the plurality of arc tubes 10 has a shape extending in one direction, the extending directions of the plurality of arc tubes 10 can be set parallel to each other, for example. The extending directions in at least two of the plurality of arc tubes 10 may intersect each other. As described above, by providing a plurality of arc tubes 10, it is possible to increase the amount of light as an ultraviolet lamp by using a plurality of arc tubes 10 even if the light amount of the arc tube used in the ultraviolet lamp is small. .
本実施形態においても、長手方向断面における周方向の照度分布の不均一を抑制した紫外線ランプを提供することができる。 Also in the present embodiment, it is possible to provide an ultraviolet lamp that suppresses uneven illumination distribution in the circumferential direction in the longitudinal section.
本実施形態に係る構成は、第1及び第2の実施形態に係る紫外線ランプ及びその変形に適用しても良い。 The configuration according to this embodiment may be applied to the ultraviolet lamp according to the first and second embodiments and modifications thereof.
なお、紫外線ランプ110、120、130は、外管21の一端から給電される、いわゆる片側給電の紫外線ランプであってもよい。片側給電の構造を採用することにより、紫外線ランプに電力を供給する際に、紫外線ランプの一方に電力供給手段をまとめることができ、紫外線ランプ長手方向のスペースを短くすることが可能となる。 The ultraviolet lamps 110, 120, and 130 may be so-called single-sided ultraviolet lamps that are fed from one end of the outer tube 21. By adopting the one-side power feeding structure, when power is supplied to the ultraviolet lamp, the power supply means can be integrated into one of the ultraviolet lamps, and the space in the longitudinal direction of the ultraviolet lamp can be shortened.
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。 In the present specification, “vertical” and “parallel” include not only strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical and substantially parallel. It ’s fine.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、紫外線ランプ及び照射装置に含まれる発光管、水銀含有部、管部、電極、蛍光体層、導電層、コバール導電層、ガラス板、筐体及び反射層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, specific configurations of each element such as an arc tube, a mercury-containing portion, a tube portion, an electrode, a phosphor layer, a conductive layer, a kovar conductive layer, a glass plate, a casing, and a reflective layer included in an ultraviolet lamp and an irradiation device With regard to, it is included in the scope of the present invention as long as a person skilled in the art can carry out the present invention by selecting appropriately from a known range and obtain the same effect.
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述した紫外線ランプ及び照射装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての紫外線ランプ及び照射装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all ultraviolet lamps and irradiation devices that can be implemented by those skilled in the art based on the ultraviolet lamps and irradiation devices described above as embodiments of the present invention as long as they include the gist of the present invention. It belongs to the scope of the present invention.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, 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, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…発光管、
11…バルブ、
11a、11b、11c…第1、第2、第3部分、
12…放電空間、
13…アマルガム、
14a、14b…封止部、
15a、15b…フレア部、
16a…第1電極、
16b…第2電極、
17a、17b…フィラメント、
18a、18b…内部リード線、
19a、19b…金属箔、
20…蛍光体層、
21…外管、
21c、21d…外部封止部、
30…空間、
31a、31b…外部リード線、
110、120、130…紫外線ランプ
10 ... arc tube,
11 ... Valve,
11a, 11b, 11c ... 1st, 2nd, 3rd part,
12 ... discharge space,
13 ... Amalgam,
14a, 14b ... sealing part,
15a, 15b ... Flare part,
16a ... 1st electrode,
16b ... the second electrode,
17a, 17b ... Filament,
18a, 18b ... internal lead wires,
19a, 19b ... metal foil,
20 ... phosphor layer,
21 ... Outer pipe,
21c, 21d ... external sealing part,
30 ... space,
31a, 31b ... external lead wires,
110, 120, 130 ... UV lamp
Claims (3)
前記発光管と空間を介して設けられ、前記フレア部と接続され、前記第1の紫外光が照射され、前記第1の紫外光よりも波長の長い第2の紫外光を放出する蛍光体層と、を有する外管と;
を備え、単位長さあたりのランプ入力密度が0.5〜4W/cmであり、
前記発光管と前記外管との間に設けられる空間にガスが封入され、前記ガスは、ネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスであり、前記空間に前記ガスが97.1kPa以上封入される紫外線ランプ。 An inner tube having an inner diameter of 13 to 17 mm and sealed at both ends so as to provide a discharge space therein, a pair of electrodes provided at both ends of the discharge space, and mercury sealed in the discharge space An arc tube having an amalgam and a flare formed extending from both ends, and emitting a first ultraviolet light;
A phosphor layer that is provided through the space with the arc tube, is connected to the flare portion, is irradiated with the first ultraviolet light, and emits second ultraviolet light having a longer wavelength than the first ultraviolet light. An outer tube having;
The provided, the lamp input density per unit length Ri 0.5 to 4 W / cm der,
Gas is enclosed in a space provided between the arc tube and the outer tube, and the gas is neon, argon, nitrogen, or a mixed gas of two or more, and the gas is 97 in the space. .Ultraviolet lamp enclosed in 1 kPa or more .
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