JPH05151940A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯Info
- Publication number
- JPH05151940A JPH05151940A JP33795791A JP33795791A JPH05151940A JP H05151940 A JPH05151940 A JP H05151940A JP 33795791 A JP33795791 A JP 33795791A JP 33795791 A JP33795791 A JP 33795791A JP H05151940 A JPH05151940 A JP H05151940A
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- JP
- Japan
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- discharge lamp
- vapor discharge
- mercury vapor
- pressure mercury
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 殺菌線出力維持率を向上させた高負荷形の低
圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】 石英ガラス製の発光管１の内面にAl2 Ｏ3 あ
るいはSiＯ2 等の酸化物被膜２を0.２〜５μｍの膜厚で
形成し、両端に電極マウント部４ａ，４ｂを設け、発光
管内に水銀及び始動用アルゴンガスを封入する。そして
発光管１を外管７内に挿入し、両端部を外管７の両端に
接続する。外管７に設けられた継手８には冷却水循環装
置９の出入口を接続し、発光管表面を純水等で直接冷却
し、壁面を80℃以下に維持する。
圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】 石英ガラス製の発光管１の内面にAl2 Ｏ3 あ
るいはSiＯ2 等の酸化物被膜２を0.２〜５μｍの膜厚で
形成し、両端に電極マウント部４ａ，４ｂを設け、発光
管内に水銀及び始動用アルゴンガスを封入する。そして
発光管１を外管７内に挿入し、両端部を外管７の両端に
接続する。外管７に設けられた継手８には冷却水循環装
置９の出入口を接続し、発光管表面を純水等で直接冷却
し、壁面を80℃以下に維持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、低圧水銀蒸気放電灯
に関し、特に殺菌線出力維持率を改善した高負荷形の低
圧水銀蒸気放電灯に関する。
に関し、特に殺菌線出力維持率を改善した高負荷形の低
圧水銀蒸気放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、紫外線を出力する低圧水銀蒸気放
電灯は、食品やそれらの包装材料の表面殺菌などに広く
用いられている。かかる低圧水銀蒸気放電灯は、一般に
発光長当たりの負荷が0.３〜１Ｗ／cm程度の低負荷形の
ものであるが、点灯時間の経過により石英ガラス製の発
光管が着色し、その着色により紫外線出力が低下する。
この着色は、水銀イオンの石英ガラス製の発光管内面へ
の侵入に基づくものであり、該水銀イオンの発光管内面
への侵入を防止するため、発光管内面にAl，Ti，Si，Sb
などの金属酸化物の被膜を形成することが提案されてい
る。
電灯は、食品やそれらの包装材料の表面殺菌などに広く
用いられている。かかる低圧水銀蒸気放電灯は、一般に
発光長当たりの負荷が0.３〜１Ｗ／cm程度の低負荷形の
ものであるが、点灯時間の経過により石英ガラス製の発
光管が着色し、その着色により紫外線出力が低下する。
この着色は、水銀イオンの石英ガラス製の発光管内面へ
の侵入に基づくものであり、該水銀イオンの発光管内面
への侵入を防止するため、発光管内面にAl，Ti，Si，Sb
などの金属酸化物の被膜を形成することが提案されてい
る。
【０００３】一方、低圧水銀蒸気放電灯には、２〜10Ｗ
／cmの高負荷形のものが知られている。この高負荷形の
低圧水銀蒸気放電灯は、単に低負荷形の構造の低圧水銀
蒸気放電灯に対して高入力にして構成した場合には、発
光管管壁温度が高くなり、発光管内の水銀蒸気圧が上昇
し、殺菌線出力が図８の曲線ａに示すように急激に低下
してしまう。このため図９に示すように、発光管101 の
両端部に、冷却板102を備えたAl製口金103 を設け、冷
却板102 に水を流通して発光管101 の両端部を適正温度
に冷却し、水銀蒸気圧の上昇を制御して出力の低下を防
止し、図８の曲線ｂに示すような殺菌線放射強度特性を
もたせるようにしている。
／cmの高負荷形のものが知られている。この高負荷形の
低圧水銀蒸気放電灯は、単に低負荷形の構造の低圧水銀
蒸気放電灯に対して高入力にして構成した場合には、発
光管管壁温度が高くなり、発光管内の水銀蒸気圧が上昇
し、殺菌線出力が図８の曲線ａに示すように急激に低下
してしまう。このため図９に示すように、発光管101 の
両端部に、冷却板102を備えたAl製口金103 を設け、冷
却板102 に水を流通して発光管101 の両端部を適正温度
に冷却し、水銀蒸気圧の上昇を制御して出力の低下を防
止し、図８の曲線ｂに示すような殺菌線放射強度特性を
もたせるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記高負荷
形の低圧水銀蒸気放電灯においては、電極の損耗や石英
ガラス発光管への水銀イオンの侵入が激しく、早期に発
光管が茶褐色に着色し、殺菌線出力が低負荷形のものに
比べ短時間で著しく低下してしまう。また発光管の両端
部を冷却しているので、温度のバランスが崩れると、発
光分布が偏り殺菌線出力が不安定となるなどの問題点が
ある。
形の低圧水銀蒸気放電灯においては、電極の損耗や石英
ガラス発光管への水銀イオンの侵入が激しく、早期に発
光管が茶褐色に着色し、殺菌線出力が低負荷形のものに
比べ短時間で著しく低下してしまう。また発光管の両端
部を冷却しているので、温度のバランスが崩れると、発
光分布が偏り殺菌線出力が不安定となるなどの問題点が
ある。
【０００５】これらの問題点を解消するため、従来の低
負荷形と同様に発光管内面に金属酸化物の被膜を形成す
ることが考えられるが、高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯
に単に金属酸化物の被膜を形成しようとすると、殺菌ラ
ンプなど比較的短波長の紫外線を利用する場合、酸化物
被膜による紫外線の吸収を最小限にするため、被膜形成
材料に制限があり、また高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯
は、一般の低負荷形の放電灯に比べて著しく水銀イオン
密度が高く且つ低圧であり、しかも管壁温度も300 〜40
0 ℃と高いので、酸化物被膜を通して水銀イオンの石英
ガラス発光管内面に到達する確率が非常に大きい。その
ため酸化物被膜を厚くすると、発光管管壁温度が高いの
でクラックが生じたり、石英ガラス壁面から剥離する現
象が数百時間で発生し、酸化物被膜の機能を十分に果た
せず、殺菌線出力維持率の改善効果が得られない。
負荷形と同様に発光管内面に金属酸化物の被膜を形成す
ることが考えられるが、高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯
に単に金属酸化物の被膜を形成しようとすると、殺菌ラ
ンプなど比較的短波長の紫外線を利用する場合、酸化物
被膜による紫外線の吸収を最小限にするため、被膜形成
材料に制限があり、また高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯
は、一般の低負荷形の放電灯に比べて著しく水銀イオン
密度が高く且つ低圧であり、しかも管壁温度も300 〜40
0 ℃と高いので、酸化物被膜を通して水銀イオンの石英
ガラス発光管内面に到達する確率が非常に大きい。その
ため酸化物被膜を厚くすると、発光管管壁温度が高いの
でクラックが生じたり、石英ガラス壁面から剥離する現
象が数百時間で発生し、酸化物被膜の機能を十分に果た
せず、殺菌線出力維持率の改善効果が得られない。
【０００６】本発明は、従来の高負荷形の低圧水銀蒸気
放電灯における上記問題点を解消するためになされたも
ので、殺菌線出力の維持率を向上させた高負荷形の低圧
水銀蒸気放電灯を提供することを目的とする。
放電灯における上記問題点を解消するためになされたも
ので、殺菌線出力の維持率を向上させた高負荷形の低圧
水銀蒸気放電灯を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、石英ガラス製発光管内に水銀及
び希ガスを封入し、発光長当たりの負荷を２〜10Ｗ／cm
とした高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯において、前記発
光管内面に紫外線透過性の酸化物被膜を形成すると共
に、該発光管の発光部の管壁温度を80℃以下とする冷却
手段を設けて構成するものである。
決するため、本発明は、石英ガラス製発光管内に水銀及
び希ガスを封入し、発光長当たりの負荷を２〜10Ｗ／cm
とした高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯において、前記発
光管内面に紫外線透過性の酸化物被膜を形成すると共
に、該発光管の発光部の管壁温度を80℃以下とする冷却
手段を設けて構成するものである。
【０００８】このように構成した低圧水銀蒸気放電灯に
おいては、冷却手段により発光管管壁温度が80℃以下に
維持されるため、発光管内面に形成された酸化物被膜に
は、クラックが生じたり剥離したりすることもなく、水
銀イオンの石英ガラス発光管内面への侵入を有効に阻止
し、紫外線出力の維持率の向上を計ることができる。ま
た発光部が均一に冷却されるので発光分布の偏りも阻止
することができる。
おいては、冷却手段により発光管管壁温度が80℃以下に
維持されるため、発光管内面に形成された酸化物被膜に
は、クラックが生じたり剥離したりすることもなく、水
銀イオンの石英ガラス発光管内面への侵入を有効に阻止
し、紫外線出力の維持率の向上を計ることができる。ま
た発光部が均一に冷却されるので発光分布の偏りも阻止
することができる。
【０００９】
【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る低圧水銀蒸気放電灯の第１実施例の発光管部分
を示す平面図で、図２は、一部省略した全体構成を示す
概略図であり、以下製造工程を含めてその構成について
説明する。図１において、１は直径18mmの石英ガラス管
よりなる発光管で、その内面にはAl2 Ｏ3 あるいはSiＯ
2 などの酸化物被膜２が、0.01〜５μｍ好ましくは0.２
〜５μｍの厚さにゾルゲル法あるいはＣＶＤ法等により
形成されている。その両端には、例えばBa，Ca，Sr等の
酸化物からなる電子放射性物質を炭酸塩の形で塗布した
タングステンフィラメント３ａ，３ｂを継線した電極マ
ウント部４ａ，４ｂが設けられており、電極マウント部
４ａ，４ｂはステム５ａ，５ｂを介してリード線６ａ，
６ｂに接続されている。なお電極間距離は約840 mmに設
定されている。
明に係る低圧水銀蒸気放電灯の第１実施例の発光管部分
を示す平面図で、図２は、一部省略した全体構成を示す
概略図であり、以下製造工程を含めてその構成について
説明する。図１において、１は直径18mmの石英ガラス管
よりなる発光管で、その内面にはAl2 Ｏ3 あるいはSiＯ
2 などの酸化物被膜２が、0.01〜５μｍ好ましくは0.２
〜５μｍの厚さにゾルゲル法あるいはＣＶＤ法等により
形成されている。その両端には、例えばBa，Ca，Sr等の
酸化物からなる電子放射性物質を炭酸塩の形で塗布した
タングステンフィラメント３ａ，３ｂを継線した電極マ
ウント部４ａ，４ｂが設けられており、電極マウント部
４ａ，４ｂはステム５ａ，５ｂを介してリード線６ａ，
６ｂに接続されている。なお電極間距離は約840 mmに設
定されている。
【００１０】排気管は発光管１のほぼ中央部に設けられ
ており、真空排気機に接続されて発光管内を真空にした
のち、発光管全体を加熱脱ガスし、次いでタングステン
フィラメント３ａ，３ｂにリード線６ａ，６ｂを介して
電流を通し、抵抗加熱することによって、タングステン
フィラメント３ａ，３ｂに塗布してある前記炭酸塩を加
熱分解し、炭酸ガスを放出させ排気してタングステンフ
ィラメント３ａ，３ｂ上に電子放射性物質であるBa，C
a，Srなどの酸化物を形成させる。次に排気管を通して
水銀を約50mg及び始動用ガスであるアルゴンガスを約１
torr封入したのち排気管を気密シールする。
ており、真空排気機に接続されて発光管内を真空にした
のち、発光管全体を加熱脱ガスし、次いでタングステン
フィラメント３ａ，３ｂにリード線６ａ，６ｂを介して
電流を通し、抵抗加熱することによって、タングステン
フィラメント３ａ，３ｂに塗布してある前記炭酸塩を加
熱分解し、炭酸ガスを放出させ排気してタングステンフ
ィラメント３ａ，３ｂ上に電子放射性物質であるBa，C
a，Srなどの酸化物を形成させる。次に排気管を通して
水銀を約50mg及び始動用ガスであるアルゴンガスを約１
torr封入したのち排気管を気密シールする。
【００１１】次いで発光管１を石英ガラス製の外管７内
に挿入して、発光管１の両端を外管７の両端部に接続す
る。外管７には予め継手８ａ，８ｂが設けられており、
該継手８ａ，８ｂは循環ポンプ，ラジエータ，クーラ等
で構成されている冷却水循環装置９の出入口にそれぞれ
接続され、発光管１の表面を例えば純水等の水で直接冷
却するように構成されている。
に挿入して、発光管１の両端を外管７の両端部に接続す
る。外管７には予め継手８ａ，８ｂが設けられており、
該継手８ａ，８ｂは循環ポンプ，ラジエータ，クーラ等
で構成されている冷却水循環装置９の出入口にそれぞれ
接続され、発光管１の表面を例えば純水等の水で直接冷
却するように構成されている。
【００１２】このように構成した低圧水銀蒸気放電灯
は、ランプ入力は400Ｗとして発光長当たりの入力を約
５Ｗ／cmとし、冷却水循環装置９より冷却水を外管７内
へ供給し、発光管１の発光部壁面温度を80℃以下に維持
するようにしている。
は、ランプ入力は400Ｗとして発光長当たりの入力を約
５Ｗ／cmとし、冷却水循環装置９より冷却水を外管７内
へ供給し、発光管１の発光部壁面温度を80℃以下に維持
するようにしている。
【００１３】図３に発光管の発光部壁面温度を変えた場
合の2000時間点灯後の殺菌線出力維持率を示す。この図
からわかるように、管壁温度が80℃を越えると維持率が
80％から急激に低下し実用的でない。したがって発光管
の発光部壁面温度は80℃以下に維持する必要があること
がわかる。
合の2000時間点灯後の殺菌線出力維持率を示す。この図
からわかるように、管壁温度が80℃を越えると維持率が
80％から急激に低下し実用的でない。したがって発光管
の発光部壁面温度は80℃以下に維持する必要があること
がわかる。
【００１４】なお比較のため、発光管に酸化物被膜を設
けず発光管の両端のみを冷却した従来の高負荷形の低圧
水銀蒸気放電灯に対して行った殺菌線出力維持率の変化
試験結果を、本実施例の殺菌線出力維持率の変化と共に
図４に示す。図４において、曲線ａは本実施例による特
性であり、曲線ｂは従来例の特性である。この図からわ
かるように、本発明によるものは従来のものに比べ、20
00時間点灯時において、約30ポイントの向上が確認さ
れ、発光管内面に形成された酸化物被膜が点灯中機能を
失うことなく、寿命末期まで安定して減衰の少ない殺菌
線出力働程が実現できることが確認された。
けず発光管の両端のみを冷却した従来の高負荷形の低圧
水銀蒸気放電灯に対して行った殺菌線出力維持率の変化
試験結果を、本実施例の殺菌線出力維持率の変化と共に
図４に示す。図４において、曲線ａは本実施例による特
性であり、曲線ｂは従来例の特性である。この図からわ
かるように、本発明によるものは従来のものに比べ、20
00時間点灯時において、約30ポイントの向上が確認さ
れ、発光管内面に形成された酸化物被膜が点灯中機能を
失うことなく、寿命末期まで安定して減衰の少ない殺菌
線出力働程が実現できることが確認された。
【００１５】次に第２実施例を図５及び図６に基づいて
説明する。この実施例は、発光管の両端部を水冷で冷却
して主として水銀蒸気圧制御を行い、発光部温度制御を
強制空冷方式で行うように構成したものである。すなわ
ち図５に示すように、発光管１の両端部に、冷却板11を
有するAl等の金属製口金12をシリコン系樹脂接着剤で固
着する。そして図６に示すように、冷却板11には、第１
実施例と同様に冷却水循環装置９を接続し、適正温度に
維持するようにしている。このように構成した発光管１
は照射器13内に配置され、照射器13の中央部に設けた送
風筒14よりブロワーで送風冷却される。送風された冷風
は照射器13の両端面に設けられている排風筒15ａ，15ｂ
より排風される。また照射器13は簡易密閉構造とするた
めに、照射面に石英ガラス板16が設けられている。発光
管１の発光部の管壁温度制御は、上記ブロワーの送風量
により行われる。なお上記ブロワーによる送風空冷方式
に代え、排風空冷方式としてもよい。
説明する。この実施例は、発光管の両端部を水冷で冷却
して主として水銀蒸気圧制御を行い、発光部温度制御を
強制空冷方式で行うように構成したものである。すなわ
ち図５に示すように、発光管１の両端部に、冷却板11を
有するAl等の金属製口金12をシリコン系樹脂接着剤で固
着する。そして図６に示すように、冷却板11には、第１
実施例と同様に冷却水循環装置９を接続し、適正温度に
維持するようにしている。このように構成した発光管１
は照射器13内に配置され、照射器13の中央部に設けた送
風筒14よりブロワーで送風冷却される。送風された冷風
は照射器13の両端面に設けられている排風筒15ａ，15ｂ
より排風される。また照射器13は簡易密閉構造とするた
めに、照射面に石英ガラス板16が設けられている。発光
管１の発光部の管壁温度制御は、上記ブロワーの送風量
により行われる。なお上記ブロワーによる送風空冷方式
に代え、排風空冷方式としてもよい。
【００１６】図７は、図５及び図６に示した第２実施例
の変形例を示す図である。この変形例は、照射器13の両
端部に送風筒14と排風筒15とをそれぞれ設け、発光管１
の発光部を送風冷却するように構成したものである。こ
の場合も管壁温度制御は送風筒14からのブロワーの送風
量を制御して行う。
の変形例を示す図である。この変形例は、照射器13の両
端部に送風筒14と排風筒15とをそれぞれ設け、発光管１
の発光部を送風冷却するように構成したものである。こ
の場合も管壁温度制御は送風筒14からのブロワーの送風
量を制御して行う。
【００１７】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、冷却手段より発光管の発光部の壁面温
度を所定温度に維持するようにしたので、発光管内面に
設けた酸化物被膜が点灯中機能を失うことなく、寿命末
期まで安定した高い殺菌線出力維持率を保持した低圧水
銀蒸気放電灯を実現することができる。
本発明によれば、冷却手段より発光管の発光部の壁面温
度を所定温度に維持するようにしたので、発光管内面に
設けた酸化物被膜が点灯中機能を失うことなく、寿命末
期まで安定した高い殺菌線出力維持率を保持した低圧水
銀蒸気放電灯を実現することができる。
【図１】本発明に係る高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯の
第１実施例の発光管部分を示す平面図である。
第１実施例の発光管部分を示す平面図である。
【図２】第１実施例の全体構成を示す概略図である。
【図３】第１実施例における発光管管壁温度と殺菌線出
力維持率との関係を示す図である。
力維持率との関係を示す図である。
【図４】第１実施例と従来例の殺菌線出力維持率の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図５】第２実施例の発光管の一部を示す図である。
【図６】第２実施例の全体構成を示す概略図である。
【図７】第２実施例の変形例を示す概略図である。
【図８】低圧水銀蒸気放電灯において発光長当たりの入
力を変化させた場合の殺菌線放射強度を示す図である。
力を変化させた場合の殺菌線放射強度を示す図である。
【図９】従来の高負荷形の低圧水銀蒸気放電灯の構成例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
１ 発光管 ２ 金属酸化物被膜 ３ａ，３ｂ タングステンフィラメント ４ａ，４ｂ 電極マウント ５ａ，５ｂ ステム ６ａ，６ｂ リード線 ７ 外管 ８ａ，８ｂ 継手 ９ 冷却水循環装置
Claims (2)
- 【請求項１】 石英ガラス製発光管内に水銀及び希ガス
を封入し、発光長当たりの負荷を２〜10Ｗ／cmとした高
負荷形の低圧水銀蒸気放電灯において、前記発光管内面
に紫外線透過性の酸化物被膜を形成すると共に、該発光
管の発光部の管壁温度を80℃以下とする冷却手段を備え
ていることを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項２】 前記酸化物被膜を、膜厚を0.01〜５μｍ
としたAl2 Ｏ3 膜又はSiＯ2 膜で構成していることを特
徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33795791A JPH05151940A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33795791A JPH05151940A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05151940A true JPH05151940A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18313588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33795791A Pending JPH05151940A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05151940A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021880A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-01-23 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電ランプ、照射装置、殺菌装置および水処理装置 |
| JP2005513751A (ja) * | 2002-01-02 | 2005-05-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 冷却式高圧ガス放電ランプ |
| WO2008133304A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Gs Yuasa Corporation | 光源装置 |
| WO2021160336A1 (de) * | 2020-02-12 | 2021-08-19 | Peschl Ultraviolet Gmbh | Uv-lampenmodul und uv-desinfektionsvorrichtung |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP33795791A patent/JPH05151940A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021880A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-01-23 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電ランプ、照射装置、殺菌装置および水処理装置 |
| JP2005513751A (ja) * | 2002-01-02 | 2005-05-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 冷却式高圧ガス放電ランプ |
| WO2008133304A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Gs Yuasa Corporation | 光源装置 |
| WO2021160336A1 (de) * | 2020-02-12 | 2021-08-19 | Peschl Ultraviolet Gmbh | Uv-lampenmodul und uv-desinfektionsvorrichtung |
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