JPH0436540Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の属する技術分野］ 本考案は、純水製造及び清涼飲料水製造あるい
はそれらの容器の清浄用水等の液体の殺菌に用い
られる紫外線殺菌装置用低圧水銀灯の改良に関す
る。

［従来の技術］ 従来、純水製造あるいは容器の清浄用水等の液
体の殺菌装置として例えば第１図に示すような構
造の装置が用いられている。この装置は、一般的
に内照式と呼ばれる殺菌装置で、紫外線を放射す
る低圧水銀灯１の周囲に紫外線透過性の筒体２を
設置し、該筒体内に液体３を流して、該液体の殺
菌を行なうものである。

ところが、最近、液体の多量殺菌あるいは高能
力殺菌の必要上、従来の低圧水銀灯としての単位
長当りの管入力すなわち電極間距離１cm当り
0.7w程度のものに比べより高出力型である電極
間距離１cm当り0.8〜5w程度のものが用いられる
ようになつた。

かかる低圧水銀灯を用いた紫外線殺菌装置とし
て第２図に示すような装置が提案されている。同
図において２１は、紫外線を放射する低圧水銀灯
の発光管であつて両端に電極２３ａ，２３ｂを封
着すると共に内部に適量の水銀２５及び希ガスが
封入してある。この発光管は紫外線透過性の筒体
２２の内面に接触するように筒体内に収納してあ
る。２４は、筒体内を通過させる殺菌を行なう液
体である。そして、発光管に封入してある水銀２
５は図示のように発光管中に偏存している。この
ような状態で低圧水銀灯を点灯した場合、発光管
のうち水銀が存在しているＡ部では、始動電圧の
上昇、発光管の黒化等が生じついには点灯不能と
なつてしまう。仮に、発光管内のＢ部に初期から
水銀があつたとしても、点灯中に該発光管と筒体
との接触点Ｃ点が最冷部となるため、点灯時間が
数十〜数百時間内に、発光管に封入した水銀がＣ
点に移動し、凝縮してしまい、上記と同じ結果と
なる。

上記欠点のうち発光ムラは次のようにして生じ
るものと考えられる。すなわち、放電灯を点灯す
ると発光管内における初期の水銀の分布状態に基
因して、水銀が存在していた部分においては水銀
の発光が大きい反面、水銀が存在していなかつた
部分では希ガスのみの放電となり、全体として発
光ムラが生じるのである。

このことより発光ムラは当初に発光管内に均一
に分布させておけば生じないと思われるが発光管
と紫外線透過性の筒体とを発光管の全長にわたつ
て線接触させることは困難であり、１点接触とな
つてしまう。その結果、該放電灯を点灯中点接触
している部分が最冷点となるために、そこに水銀
が凝縮してしまうのである。その結果、接触して
いる部分の水銀の発光が大きい反面、接触してい
る部分から離れるにしたがつて希ガスのみの放電
となり、発光ムラとなるのである。

又、発光管壁の黒化は、電極周辺部分に水銀が
存在しないことによつて生じる。すなわち、かか
る場合電極周辺部分における放電は希ガスのみの
放電となり、その結果、電極物質が激しく飛散し
て発光管壁に付着するのである。そしてこの現象
が進むと放電灯の始動電圧が上昇し、遂には点灯
不能となる。

このことは２つの電極のうちどちらか一方に発
生しても同様の結果となる。

［考案の目的］ 本考案は、以上の点に鑑みてなされたもので点
灯期間を通じて発光管全体にわたつて、発光ムラ
が少なくかつ発光管壁の黒化が、ひいては紫外線
出力の劣化が少ない高出力型の液体殺菌に用いる
紫外線殺菌装置用低圧水銀灯を提供することを目
的とする。

［考案の構成及び作用］ 第３図は、本考案に係る紫外線殺菌装置用低圧
水銀灯の一実施例を示す一部縦断面図であり、同
図において３１は、紫外線を放射する低圧水銀灯
の発光管であつて両端に電極３３ａ，３３ｂを封
着すると共に内部に適量の水銀３５及び希ガスが
封入してある。又、発光管３１は、発光管の管軸
方向における両端部の外径Ｄは中央部の外径ｄよ
り大径としてある。そして、この発光管は、前記
大径部において紫外線透過性の筒体３２の内端面
に接触するように設置されてある。３４は、筒体
内を通過させる殺菌を行なう液体である。このよ
うな形状の発光管を用いることにより、発光管と
筒体とは両端部の外径Ｄの部分のC1点及びC2点
の接触となる。このことは、C1及びC2点は同等
の温度であり、かつ中央部の外径ｄの部分と比較
して低温であるので、発光管に封入された水銀は
点灯期間を通じて両端の電極付近に存在し、発光
に寄与する水銀を供給できることとなる。

なお、発光管の電極管距離１cm当りの管入力を
0.8〜5wとするのは、0.8W未満であると発光管の
温度が上がらないため、本考案に係るような冷却
構造をとる必要はなく、5w／cm以上であると、
発光管と筒体とが接触している部分と接触してい
ない部分の温度差が大きくなり、温度の高い部分
で水銀が拡散せず、殺菌に有効な放射が極めて少
なくなるためである。

つぎに、発光管の発光長を500mm以上とするの
は、500mm以下の場合には、発光管と筒体との接
触している部分が１点であつても充分に発光管全
体に水銀を供給できることにある。

又、両端部の外径Ｄと中央部の外径ｄとの差
（Ｄ−ｄ）を１〜４mmとするのは、１mm未満の場
合には、発光管と筒体との接触点C1点とC2点の
バランスが、縦点灯等によつて多少の崩れが生じ
た場合に両端部分から中央部分への水銀の拡散が
良くなるためにC1点か、C2点どちらか低温とな
つた方へ水銀の移動をおこし、従来の高出力型の
低圧水銀灯と同様、発光ムラ、管壁の黒化等の生
じるためである。４mmを越えると、第４図に示す
ように発光管管軸方向における配光が発光管中央
部において電極付近より下がつてしまうのであ
る。なお、第４図は電極間距離10cmの発光管の管
軸方向における中央部よりの距離（横軸）に対応
する紫外線出力強度（縦軸）を示す。又、第５図
は発光管管軸方向の配光の最大値に対する発光管
中央部の比率を電極付近の管径Ｄと発光部の管径
ｄの差（Ｄ−ｄ）をパラメータとして表わしたも
のであり、横軸に大径部(D)と小径部(d)との差（Ｄ
−ｄ）を、縦軸に発光管端部の発光強度に対する
発光管中央部の発光強度比を示す。

第４図及び第５図から明らかなように（Ｄ−
ｄ）が４mmをこえると全体としての出力が減つて
しまうのである。これは発光管中央部と電極付近
の管壁の温度差が大きいため、水銀蒸気が拡散し
ていかないためと思われる。

更に、発光管の大径部と筒体の内端面とを接触
させない側における両者の間隔(h)を大径部(D)の1/
２０〜1/4するのは1/20未満の場合、筒体内を通過
させる液体の温度の影響をうけやすくなるためで
あり、1/4を超えると、筒体の円周方向における
配光が悪くなるためである。最後に、筒体内を通
過させる液体の温度を５〜40℃とするのは、第６
図に示すように、５℃未満では水銀蒸気圧が不足
のために紫外線出力が下がり、40℃を越えると水
銀蒸気圧が上昇し、殺菌に有効な紫外線出力が低
下するためである。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように本考案に係る紫
外線殺菌用低圧水銀灯は、発光長が500mm以上の
場合においても発光管の両端に封着された電極付
近に水銀が点灯期間中を通じて存在しうるため、
発光のムラ、発光管壁の黒化ひいては点灯不能と
なることがない等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の紫外線殺菌装置用低圧水銀灯
を示す断面図、第２図は、同じく従来の低圧水銀
灯を示す一部縦断面図、第３図は、本考案に係る
紫外線殺菌装置用低圧水銀灯の一実施例を示す一
部縦断面図、第４図は、発光管中央部からの距離
と紫外線出力強度比との関係を示す図、第５図
は、大径部(D)と小径部(d)との差（Ｄ−ｄ）と発光
強度比との関係を示す図、第６図は、液体温度と
紫外線出力強度比との関係を示す図である。 ３１……発光管、３２……筒体、３３ａ，３３
ｂ……電極、３４……液体、３５……水銀。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 紫外線を放射する低圧水銀灯の周囲に紫外線
   透過性の筒体を設置し、該筒体内に液体を通過
   させて該液体に紫外線を照射するようにした紫
   外線殺菌装置において、前記低圧水銀灯は直管
   状の発光管よりなり、両端に電極を封着し、管
   軸方向の両端部を中央部より大径にし、該大径
   部を前記筒体の内端面に接触させたことを特徴
   とする紫外線殺菌装置用低圧水銀灯。 ２ 前記低圧水銀灯の発光管は、電極管距離１cm
   当りの管入力を0.8〜5wとした特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の低圧水銀灯。 ３ 前記低圧水銀灯の発光管の両端の電極先端間
   の距離である発光長を500mm以上としたことを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の低圧水銀灯。 ４ 前記低圧水銀灯の発光管の両端の大径部(D)と
   中央の小径部(d)との差（Ｄ−ｄ）を１〜４mmの
   範囲としたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の低圧水銀灯。 ５ 前記低圧水銀灯の発光管の大径部と前記筒体
   の内端面とを接触させない側における両者の間
   隔(h)が前記大径部(D)の1/20〜1/4であることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の低圧水銀灯。 ６ 前記筒体内を通過させる液体の温度を５〜40
   ℃に規制することを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の低圧水銀灯。