JP6831268B2 - Discharge lamp - Google Patents

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Description

本発明は、エキシマランプなどの放電ランプに関し、特に、オゾンなどの活性酸素を生成する放電ランプの構成に関する。 The present invention relates to a discharge lamp such as an excimer lamp, and more particularly to a configuration of a discharge lamp that generates active oxygen such as ozone.

エキシマランプ、外部電極型蛍光ランプなどでは、発光管(放電管)の放電空間内に希ガスなどを封入する一方、発光管の外表面などに電極対を配置する。電極間に電圧を印加させることで誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電が生じ、放電容器からランプ外に向けて紫外線を放射する。 In excimer lamps, external electrode type fluorescent lamps, etc., a rare gas or the like is sealed in the discharge space of the arc tube (discharge tube), while electrode pairs are arranged on the outer surface of the arc tube. By applying a voltage between the electrodes, a dielectric barrier discharge or a capacitively coupled high frequency discharge occurs, and ultraviolet rays are radiated from the discharge container to the outside of the lamp.

酸素(O)への紫外線吸収によって生じるオゾン(O)は、殺菌能力(酸化力)が高い活性酸素の一種であり、脱臭装置、除菌/殺菌装置などの光源としてエキシマランプを使用することができる。さらに、オゾンに特定波長域の紫外線を照射すると、一重項酸素原子(O)など、励起状態の原子状あるいは分子状酸素(以下、励起状態酸素という)が生成される。励起状態酸素は非常に高い酸化促進機能を備え、脱臭、除菌、殺菌、さらには基板洗浄、表面改質などにも利用可能である。 Ozone (O 3 ) generated by absorption of ultraviolet rays into oxygen (O 2 ) is a type of active oxygen with high sterilizing ability (oxidizing power), and an excima lamp is used as a light source for deodorizing devices, sterilizing / sterilizing devices, etc. be able to. Further, when ozone is irradiated with ultraviolet rays in a specific wavelength range, atomic or molecular oxygen in an excited state (hereinafter, referred to as excited oxygen) such as a singlet oxygen atom (O) is generated. Excited state oxygen has a very high oxidation promoting function, and can be used for deodorization, sterilization, sterilization, substrate cleaning, surface modification, and the like.

例えば水の殺菌、除菌などを行う水処理装置において、120〜190nmの波長域の紫外線を放射する第1ランプと、200〜240nmの波長域の紫外線を放射する第2ランプが、水の流入出可能な容器内に配置される。これによって、オゾンとともにより酸化力の優れた活性酸素原子が生成される(特許文献1参照)。 For example, in a water treatment device that sterilizes or disinfects water, a first lamp that radiates ultraviolet rays in the wavelength range of 120 to 190 nm and a second lamp that radiates ultraviolet rays in the wavelength range of 200 to 240 nm cause inflow of water. It is placed in a container that can be taken out. As a result, active oxygen atoms having more excellent oxidizing power are generated together with ozone (see Patent Document 1).

特開平6−210286号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-21286

2つのランプを用いてオゾンおよび励起状態酸素を生成する場合、2つのランプを容器に収納したユニット構造となり、ランプの構成が複雑化する。また、放電容器内に2つのランプを容器内に配置する構成であるため、オゾンおよび励起状態酸素を、所望する量あるいは所望する領域において効果的に生成することが難しい。 When ozone and excited state oxygen are generated using two lamps, the unit structure is such that the two lamps are housed in a container, which complicates the lamp configuration. Further, since the two lamps are arranged in the discharge container, it is difficult to effectively generate ozone and excited state oxygen in a desired amount or a desired region.

したがって、簡易な構成によって、オゾンと励起状態酸素を効果的に生成し、対象物に作用させるランプの構成が求められる。 Therefore, there is a need for a lamp configuration that effectively generates ozone and excited state oxygen and acts on the object with a simple configuration.

本発明の放電ランプは、例えばエキシマランプとして適用可能であり、放電ガスが封入されていて放電空間を形成する発光管と、発光管を介在させて対向配置される一対の電極とを備える。発光管は単管、あるいは二重管構造が可能であり、それら発光管構造に応じて一対の電極が発光管外表面、管内壁などに設置される。 The discharge lamp of the present invention can be applied as, for example, an excimer lamp, and includes a light emitting tube in which a discharge gas is sealed to form a discharge space, and a pair of electrodes arranged to face each other with the light emitting tube interposed therebetween. The arc tube can have a single tube or a double tube structure, and a pair of electrodes are installed on the outer surface of the arc tube, the inner wall of the tube, or the like according to the structure of the arc tube.

さらに本発明の放電ランプは、放電空間に露出する発光管表面の少なくとも一部に塗布された蛍光体を備える。そして放電ランプは、酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を発光管外部へ放射し、第1紫外線の照射によって蛍光体が励起することで、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を、蛍光体から発光管外部へ放射する。 Further, the discharge lamp of the present invention includes a phosphor coated on at least a part of the surface of the arc tube exposed to the discharge space. Then, the discharge lamp radiates the first ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of oxygen to the outside of the arc tube, and the phosphor is excited by the irradiation of the first ultraviolet ray to enter the light absorption wavelength range of ozone. A second ultraviolet ray having a corresponding wavelength range is emitted from the phosphor to the outside of the arc tube.

第1紫外線と第2紫外線が発光管の同じ放射面領域から放射されるように、蛍光体を発光管表面に塗布することが可能である。例えば、第1紫外線の少なくとも一部は、蛍光体を透過して発光管外部へ放射する。 It is possible to apply the phosphor to the surface of the arc tube so that the first and second ultraviolet rays are emitted from the same radiation surface region of the arc tube. For example, at least a part of the first ultraviolet light is transmitted to the outside of the arc tube through the phosphor.

あるいは、第1紫外線と第2紫外線が、異なる放射面領域からそれぞれ放射されるように、蛍光体を発光管表面に形成することが可能である。例えば、第1紫外線の少なくとも一部が、蛍光体を透過しないで放電空間に露出する発光管表面を透過して発光管外部へ放射される。この場合、放射面領域が、軸方向に沿って二分された構成にすることができる。あるいは、蛍光体が、第1紫外線を透過させる厚さをもつ第1紫外線透過部分と、第1紫外線を透過させない厚さのある第2紫外線透過部分によって構成される。 Alternatively, it is possible to form a phosphor on the surface of the arc tube so that the first ultraviolet light and the second ultraviolet light are emitted from different radiation surface regions, respectively. For example, at least a part of the first ultraviolet light is transmitted to the outside of the arc tube through the surface of the arc tube exposed to the discharge space without transmitting through the phosphor. In this case, the radial surface region can be configured to be bisected along the axial direction. Alternatively, the phosphor is composed of a first ultraviolet ray transmitting portion having a thickness that allows the first ultraviolet ray to be transmitted and a second ultraviolet ray transmitting portion having a thickness that does not transmit the first ultraviolet ray.

本発明の他の態様における放電ランプは、放電ガスが封入されて放電空間を形成する発光管と、発光管を介在させて対向配置される一対の電極とを備え、酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を発光管外部へ放射し、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を発光管外部へ放射する。 The discharge lamp according to another aspect of the present invention includes an arc tube in which a discharge gas is sealed to form a discharge space, and a pair of electrodes arranged to face each other with the arc tube interposed therebetween, and is in the light absorption wavelength range of oxygen. The first ultraviolet ray having the corresponding wavelength range is radiated to the outside of the arc tube, and the second ultraviolet ray having the wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of ozone is radiated to the outside of the arc tube.

本発明の他の態様における活性酸素の生成方法は、放電ガスが封入される発光管を介在させて対向して一対の電極を配置し、放電空間に露出する発光管表面の少なくとも一部に蛍光体を形成し、一対の電極に対して電圧を印加することによって、酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を発光管外部へ放射し、第1紫外線照射によって蛍光体を励起させることによって、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を、蛍光体から発光管外部へ放射させ、第1紫外線によってオゾンを生成し、第2紫外線によって励起状態酸素を生成する。 In another aspect of the present invention, in the method for generating active oxygen, a pair of electrodes are arranged facing each other with an arc tube in which a discharge gas is sealed, and fluorescence is applied to at least a part of the surface of the arc tube exposed to the discharge space. By forming a body and applying a voltage to a pair of electrodes, first ultraviolet rays having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of oxygen are emitted to the outside of the arc tube, and the phosphor is emitted by the first ultraviolet irradiation. By exciting, second ultraviolet rays having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of ozone are radiated from the phosphor to the outside of the arc tube, ozone is generated by the first ultraviolet rays, and excited state oxygen is generated by the second ultraviolet rays. Generate.

本発明の他の態様における反応生成方法は、発光管を介在させて対向配置される一対の電極に対して電圧を印加することによって、発光管外部へ放射される第1紫外線を照射することで生成された第1生成物に対し、発光管外部へ放射される第2紫外線を照射することで第2生成物を生成することを特徴とする。 The reaction generation method in another aspect of the present invention is to irradiate the first ultraviolet ray radiated to the outside of the arc tube by applying a voltage to a pair of electrodes arranged opposite to each other with the arc tube interposed therebetween. The generated first product is characterized in that the second product is produced by irradiating the generated first product with a second ultraviolet ray radiated to the outside of the arc tube.

本発明によれば、放電ランプにおいて、オゾンと励起状態酸素を効果的に生成し、対象物に作用させることができる。 According to the present invention, in a discharge lamp, ozone and excited state oxygen can be effectively generated and act on an object.

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。It is the schematic sectional drawing of the discharge lamp which is 1st Embodiment. 第2の実施形態における放電ランプの概略的断面図である。It is the schematic sectional drawing of the discharge lamp in the 2nd Embodiment. 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。It is the schematic sectional drawing of the discharge lamp in the 3rd Embodiment.

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 the discharge lamp according to the first 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 lamp (discharge tube) 11, an inner electrode 30, and an outer electrode 40, and can be used as a light source for sterilization, sterilization, and deodorization. The arc tube 11 is a discharge tube having a double tube structure including a bottomed tubular outer tube 20 and an inner tube 50 made of a dielectric material such as quartz glass, and is integrally welded at the sealing portion 53. The discharge space S is formed. A rare gas such as xenon gas or a mixed gas thereof is sealed in the discharge space S as a discharge gas. The filling pressure of the discharge gas is set to, for example, 5 kPa to 150 kPa.

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。 A phosphor film C (film) is applied to the surface of the arc tube 11 over substantially the entire surface. More specifically, the inner surface of the outer tube 20 (the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the outer tube 20) 20I and the outer surface of the inner tube 50 (the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the inner tube 50) 50S are fluorescent. Body C is applied as a film. Further, the phosphor C is composed of a phosphor C1 coated on the inner surface 20I of the outer tube 20 and a phosphor C2 coated on the outer surface 50S of the inner tube 50, and has a substantially uniform thickness.

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。 Regarding the application of the phosphor C, for example, a phosphor introduction tube is provided at both ends of the outer tube 20, one introduction tube is put into a viscous phosphor solution, and the phosphor C is sucked up and discharged from the other introduction tube. As a result, the phosphor C can be applied to the surface of the arc tube 11. Alternatively, the phosphor C may be applied in advance to the inner surface 20I of the outer tube 20 and the outer surface 50S of the inner tube 50, and then the arc tube 11 having a double tube structure may be formed.

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 inner tube 50, a band-shaped inner electrode 30 made of a metal foil extending along the axial direction of the discharge lamp 10 is arranged. The inner electrode 30 is covered with an inner tube 50 which is a dielectric material without being exposed to the discharge space S. The feeder line 70 connected to the end of the inner electrode 30 is connected to a power supply unit (not shown) installed outside, and power is supplied to the discharge lamp 10 via the feeder line 70.

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 outer electrode 40 is composed of a mesh-like or spiral conductive member so as to transmit light radiated from the discharge space S, is not exposed to the discharge space S, and is a dielectric material so as to face the inner electrode 30 in the radial direction. It is arranged in the axial direction along the outer surface 20S of the outer tube 20.

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 inner electrode 30 and the outer electrode 40 are set to the anode and the cathode, respectively, and are arranged so as to face each other with the arc tube 11 which is a dielectric interposed therebetween. When a voltage of several kV is applied to the discharge lamp 10, a dielectric barrier discharge occurs between the inner electrode 30 and the outer electrode 40, and ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm are radiated as excimer light. The film thickness of the phosphor C is such that ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm can be transmitted, and at least a part of the ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm is transmitted to the outside of the lamp through the phosphor C.

空気中の酸素(O)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(O)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(O)(第1生成物)が生成される。 Oxygen (O 2 ) in air has a light absorption spectrum in the wavelength range of 100 nm to 240 nm. Therefore, oxygen (O 2 ) outside the lamp absorbs ultraviolet rays (first ultraviolet rays) having a wavelength of 172 nm radiated from the discharge lamp 10, and undergoes photodecomposition of two oxygen atoms (O) to ozone molecules (O 3 ). (First product) is produced.

一方、蛍光体C(第2紫外線放射部)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(O)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(O)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 (second ultraviolet emitting part) receives ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm, it emits fluorescence having a wavelength of 250 nm (second ultraviolet rays), whereby the ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm are emitted from the phosphor C to the outside of the lamp. To. Ozone molecules (O 3), have a light absorption spectrum in the wavelength range of 200- 300nm. Therefore, the ozone generated by ultraviolet irradiation of wavelength 172 nm (O 3) absorbs ultraviolet radiation wavelength 250nm to the lamp outside.

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, excited state oxygen (second product) such as singlet oxygen atoms and singlet oxygen molecules in the excited state having higher energy than the ground state is generated outside the lamp. 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20S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 discharge lamp 10 provided with the arc tube 11 having a double tube structure, the wavelength is relative to the surface of the arc tube 11 (the outer surface 50S of the inner tube 50 and the inner surface 20I of the outer tube 20). The phosphor C, which receives ultraviolet rays of 172 nm and emits fluorescence having a wavelength of 250 nm, is thinly coated over the entire surface with a substantially uniform thickness. As a result, ultraviolet rays having wavelengths of 172 nm and 250 nm are both emitted from the entire outer surface 20S of the outer tube 20 which is the radiation surface of the arc tube 11. By radiating two ultraviolet rays from the same radiation surface region, both ozone and excited state oxygen can be generated as active oxygen.

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(O)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(O)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。 The discharge lamp may radiate ultraviolet rays having a wavelength other than 172 nm, and may be ultraviolet rays in the range of the light absorption spectrum of oxygen (O 2 ) (wavelength range of about 100 nm to 240 nm). Further, even in the phosphor C, excited by ultraviolet radiation due to discharge, wavelength than ultraviolet due to discharge is long, emits ultraviolet light in ozone (wavelength range of approximately 200- 300nm) range of the light absorption spectra of (O 3) It may be configured as follows. Further, it is also possible to configure either the inner surface 20I of the outer tube 20 or the outer surface 50S of the inner tube 50 without applying a phosphor.

次に、図2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1の実施形態と実質的に同じである。 Next, the discharge lamp according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm and ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm are emitted from different radiation surface regions. Other than that, it is substantially the same as the first embodiment.

図2は、第2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. 2 is a schematic cross-sectional view of the discharge lamp according to the second embodiment.

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'is applied only to the surface region facing the outer surface (radiating surface region) 20A of the left half of the outer tube 20, and is applied to the surface region facing the outer surface 20B of the right half of the outer tube 20. Not applied. The phosphor C'is composed of a phosphor C'1 coated on the inner surface 20I of the outer tube 20 and a phosphor C'2 coated on the outer surface 50S of the inner tube 50.

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, but has a thickness that does not allow ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm to pass through. Therefore, the ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm radiate from the radiation surface region 20B to the outside of the lamp, while the ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm radiate from the radiation surface region 20A to the outside of the lamp.

このように波長172nmの紫外線、波長250nmの紫外線を、選択的に放射面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、吸い上げる高さを調整することで、蛍光体Cの軸方向に沿った塗布範囲を調整することができる。 By selectively radiating ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm and ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm in the radiation surface region in this way, it is possible to adjust the balance between the amount of ozone and the amount of oxygen in the excited state. Here, the radiation surface region of the arc tube 11 is substantially bisected along the axial direction, but the ratio can be adjusted by adjusting the axial length to which the phosphor C'is applied. it can. For example, in the method of sucking up from the fluorescent liquid surface, the coating range along the axial direction of the phosphor C can be adjusted by adjusting the sucking height.

次に、図3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 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, a radiation surface region that emits ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm and a radiation surface region that emits ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm are divided into a plurality of parts.

図3は、第3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 the discharge lamp according to the third embodiment.

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 fluorescent substance C "is entirely applied in the arc tube 11 as in the first embodiment. On the other hand, the thickness of the fluorescent substance C" is not constant and is a thin film-like portion (thin portion). It is composed of CA and CB, and thicker portions (thick portions) C1, C2, and C3. The thin portions CA and CB and the thick portions C1, C2 and C3 are formed alternately along the axial direction.

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3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。 By applying the phosphor C "into the arc tube 11 in this way, it is possible to radiate ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm and ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm from the radiation surface regions arranged alternately. That is, the thin portion CA, While ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm are radiated from the CB to the outside of the lamp, ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm are not transmitted from the thick portions C1, C2, and C3, so only ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm are radiated from the phosphor C "outside the lamp. The coating of the phosphor C "can be formed as shown in FIG. 3 by gradually changing the rate of lowering the phosphor liquid level in, for example, a suction method from the phosphor liquid level. The slower the coating, the thicker the coating, and the faster the speed, the thinner the coating.

第1〜第3の実施形態では、2重管構造の発光管を適用しているが、単管式の発光管であってもよい。また、エキシマランプ以外の放電ランプにも適用可能である。 In the first to third embodiments, the arc tube having a double tube structure is applied, but a single tube type arc tube may be used. It can also be applied to discharge lamps other than excimer lamps.

蛍光体は、発光管表面に塗布するような構成でなく、発光管内部に蛍光物質を含ませる構成にしてもよい。また、フォトルミネセンスを利用して、光によって励起状態にして光を放出する物質等による波長変換手段(膜)を発光管内あるいは発光管表面に形成し、オゾンが吸収する紫外線をランプ外へ放射させるように構成してもよい。さらには、オゾン、励起状態酸素以外の活性酸素を順次生成するように、放電ランプの紫外線の波長(放電ガス)および蛍光体等の波長変換手段(膜)などを選択すればよい。 The phosphor may be configured to contain a fluorescent substance inside the arc tube, instead of being applied to the surface of the arc tube. In addition, using photoluminescence, a wavelength conversion means (film) using a substance that emits light in an excited state by light is formed inside the arc tube or on the surface of the arc tube, and ultraviolet rays absorbed by ozone are radiated to the outside of the lamp. It may be configured to cause. Further, the wavelength of ultraviolet rays (discharge gas) of the discharge lamp and the wavelength conversion means (film) such as a phosphor may be selected so as to sequentially generate active oxygen other than ozone and excited state oxygen.

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
10 Discharge lamp 11 Light emitting tube 20 Outer tube 30 Inner electrode 40 Outer electrode 50 Inner tube C Fluorescent material

Claims (10)

放電ガスが封入されていて放電空間を形成する発光管と、
前記発光管を介在させて対向配置される一対の電極と、
前記放電空間に露出する発光管表面の少なくとも一部に塗布された蛍光体とを備え、
酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を前記発光管外部へ放射し、
第1紫外線の照射によって前記蛍光体が励起することで、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を、前記蛍光体から前記発光管外部へ放射することを特徴とする放電ランプ。
An arc tube that is filled with discharge gas to form a discharge space,
A pair of electrodes arranged to face each other with the arc tube interposed therebetween,
A phosphor coated on at least a part of the arc tube surface exposed to the discharge space is provided.
The first ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of oxygen is radiated to the outside of the arc tube.
A discharge characterized by radiating a second ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of ozone from the phosphor to the outside of the arc tube by exciting the phosphor by irradiation with the first ultraviolet ray. lamp.
第1紫外線と第2紫外線が、前記発光管の同じ放射面領域から放射されることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray are emitted from the same radiation surface region of the arc tube. 第1紫外線の少なくとも一部が、前記蛍光体を透過して前記発光管外部へ放射することを特徴とする請求項1または2に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the first ultraviolet rays passes through the phosphor and radiates to the outside of the arc tube. 第1紫外線と第2紫外線が、異なる放射面領域からそれぞれ放射されることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray are emitted from different radiation surface regions, respectively. 第1紫外線の少なくとも一部が、前記蛍光体を透過しないで前記放電空間に露出する発光管表面を透過して前記発光管外部へ放射されることを特徴とする請求項4に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 4, wherein at least a part of the first ultraviolet rays passes through the surface of the arc tube exposed to the discharge space without transmitting through the phosphor and is radiated to the outside of the arc tube. .. 前記放射面領域が、軸方向に沿って二分されていることを特徴とする請求項4または5に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 4 or 5, wherein the radiation surface region is divided into two along the axial direction. 前記蛍光体が、第1紫外線を透過させる厚さをもつ第1紫外線透過部分と、第1紫外線を透過させない厚さのある第2紫外線透過部分とを有することを特徴とする請求項4に記載の放電ランプ。 The fourth aspect of claim 4, wherein the phosphor has a first ultraviolet ray transmitting portion having a thickness that allows the first ultraviolet ray to pass through, and a second ultraviolet ray transmitting portion having a thickness that does not allow the first ultraviolet ray to pass through. Discharge lamp. 放電ガスが封入されていて放電空間を形成する発光管と、
前記発光管を介在させて対向配置される一対の電極とを備え、
酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を前記発光管外部へ放射し、
第2紫外線放射部に第1紫外線が照射されることで、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を前記発光管外部へ放射することを特徴とする放電ランプ。
An arc tube that is filled with discharge gas to form a discharge space,
A pair of electrodes arranged to face each other with the arc tube interposed therebetween.
The first ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of oxygen is radiated to the outside of the arc tube.
A discharge lamp characterized in that when the first ultraviolet ray is irradiated to the second ultraviolet ray emitting portion, the second ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of ozone is emitted to the outside of the arc tube.
放電ガスが封入されていて放電空間を形成する発光管を介在させて一対の電極を対向配置し、
前記放電空間に露出する発光管表面の少なくとも一部に蛍光体を形成し、
前記一対の電極に対して電圧を印加することによって、酸素の光吸収波長域に応じた波長域を有する第1紫外線を前記発光管外部へ放射し、
第1紫外線の照射によって前記蛍光体を励起させることで、オゾンの光吸収波長域に応じた波長域を有する第2紫外線を、前記蛍光体から前記発光管外部へ放射させ、
第1紫外線によってオゾンを生成し、第2紫外線によって励起状態酸素を生成する活性酸素の生成方法。
A pair of electrodes are placed facing each other with an arc tube in which the discharge gas is sealed to form a discharge space.
A phosphor is formed on at least a part of the surface of the arc tube exposed to the discharge space.
By applying a voltage to the pair of electrodes, first ultraviolet rays having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of oxygen are radiated to the outside of the arc tube.
By exciting the phosphor by irradiation with the first ultraviolet ray, the second ultraviolet ray having a wavelength range corresponding to the light absorption wavelength range of ozone is radiated from the phosphor to the outside of the arc tube.
A method for producing active oxygen, in which ozone is generated by the first ultraviolet ray and excited state oxygen is generated by the second ultraviolet ray.
発光管を介在させて対向配置される一対の電極に対して電圧を印加することによって、
前記発光管外部へ放射される第1紫外線を照射することで生成された第1生成物に対し、
前記発光管外部へ放射される第2紫外線を照射することで第2生成物を生成する
ことを特徴とする紫外線照射による反応生成方法。
By applying a voltage to a pair of electrodes arranged opposite to each other with an arc tube interposed therebetween,
With respect to the first product produced by irradiating the first ultraviolet ray radiated to the outside of the arc tube.
A reaction generation method by ultraviolet irradiation, which comprises producing a second product by irradiating the second ultraviolet ray radiated to the outside of the arc tube.
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