JPH05242863A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯Info
- Publication number
- JPH05242863A JPH05242863A JP4254492A JP4254492A JPH05242863A JP H05242863 A JPH05242863 A JP H05242863A JP 4254492 A JP4254492 A JP 4254492A JP 4254492 A JP4254492 A JP 4254492A JP H05242863 A JPH05242863 A JP H05242863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bulb
- inner tube
- discharge lamp
- pressure mercury
- mercury vapor
- Prior art date
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- Pending
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光管バルブを偏平化するなどバルブに格別
の加工を施すことなく，構造簡単にして容易に製造する
ことのできる高出力の低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】 両端に電極を有する円筒状発光管バルブ内部
の放電空間に耐熱絶縁物からなる内管を配設し，必要に
応じ上記内管の外表面に紫外線反射膜を形成する。
の加工を施すことなく，構造簡単にして容易に製造する
ことのできる高出力の低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】 両端に電極を有する円筒状発光管バルブ内部
の放電空間に耐熱絶縁物からなる内管を配設し，必要に
応じ上記内管の外表面に紫外線反射膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は紫外線化学反応用の光源
などに使用される低圧水銀蒸気放電灯に関する。
などに使用される低圧水銀蒸気放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線を用いた光化学反応装置は種々の
分野に採用されており，たとえば光ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による
Ｓｉ薄膜の合成，レジストの光硬化および光洗浄などを
はじめとする半導体製造関連などにおいて広く普及し，
かつ，その応用分野の伸びも著しい。
分野に採用されており，たとえば光ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による
Ｓｉ薄膜の合成，レジストの光硬化および光洗浄などを
はじめとする半導体製造関連などにおいて広く普及し，
かつ，その応用分野の伸びも著しい。
【０００３】また，水の浄化，減菌処理や食肉の殺菌処
理などにおいても短波長の紫外線を照射する技術の研究
開発が急速に進みつつある。
理などにおいても短波長の紫外線を照射する技術の研究
開発が急速に進みつつある。
【０００４】これらの分野においては，短波長紫外線を
効率よく照射する低圧水銀蒸気放電灯が用いられてい
る。この低圧水銀蒸気放電灯は発光管の両端に電極を封
装するとともに，この発光管内に水銀および希ガスを封
入し，この水銀主体の蒸気を低圧状態で放電させて水銀
の共鳴線２５４ｎｍおよび１８５ｎｍを始めとする短波
長紫外線領域の光を効率よく放射するようになってい
る。
効率よく照射する低圧水銀蒸気放電灯が用いられてい
る。この低圧水銀蒸気放電灯は発光管の両端に電極を封
装するとともに，この発光管内に水銀および希ガスを封
入し，この水銀主体の蒸気を低圧状態で放電させて水銀
の共鳴線２５４ｎｍおよび１８５ｎｍを始めとする短波
長紫外線領域の光を効率よく放射するようになってい
る。
【０００５】ところが，最近ますます低圧水銀蒸気放電
灯の出力向上が求められ，高出力化した放電灯の実用化
が試みられつつある。この高出力化の手段としては，蛍
光灯にみられるような発光管の横断面偏平化が考えら
れ，実際に低圧水銀蒸気放電灯においても発光管を偏平
化することにより，高入力時における電子温度の低下お
よび水銀蒸気圧の増加による自己吸収の増大を抑制する
ことができ，高入力，高出力化が可能であることが解っ
ている。
灯の出力向上が求められ，高出力化した放電灯の実用化
が試みられつつある。この高出力化の手段としては，蛍
光灯にみられるような発光管の横断面偏平化が考えら
れ，実際に低圧水銀蒸気放電灯においても発光管を偏平
化することにより，高入力時における電子温度の低下お
よび水銀蒸気圧の増加による自己吸収の増大を抑制する
ことができ，高入力，高出力化が可能であることが解っ
ている。
【０００６】ところが，偏平形の低圧水銀蒸気放電灯に
おいては，その発光管形状により発光管の長径面側から
照射される紫外線は強まるが，短径面側から照射される
紫外線は極度に弱まる。したがって，発光管の全周から
均一に紫外線を照射する必要がある場合は不向きであ
る。また，偏平率（発光管横断面の短径／長径×１００
％）を小さくすれば紫外線強度は上るが，偏平率の小さ
い発光管は成型に手間がかかりコストが非常に上昇する
という問題がある。
おいては，その発光管形状により発光管の長径面側から
照射される紫外線は強まるが，短径面側から照射される
紫外線は極度に弱まる。したがって，発光管の全周から
均一に紫外線を照射する必要がある場合は不向きであ
る。また，偏平率（発光管横断面の短径／長径×１００
％）を小さくすれば紫外線強度は上るが，偏平率の小さ
い発光管は成型に手間がかかりコストが非常に上昇する
という問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
にもとずきなされたもので，その目的とするところは発
光管バルブを偏平化するなどバルブに格別の加工を施す
ことなく，構造簡単にして容易に製造することのできる
高出力の低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするもので
ある。
にもとずきなされたもので，その目的とするところは発
光管バルブを偏平化するなどバルブに格別の加工を施す
ことなく，構造簡単にして容易に製造することのできる
高出力の低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は，両端に電極を有する円筒状発光管バルブ内部
の放電空間に耐熱絶縁物からなる内管を配設したことを
特徴としている。
の発明は，両端に電極を有する円筒状発光管バルブ内部
の放電空間に耐熱絶縁物からなる内管を配設したことを
特徴としている。
【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は，上記円
筒状発光管バルブと内管とは同心円上にあることを特徴
としている。
筒状発光管バルブと内管とは同心円上にあることを特徴
としている。
【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は，上記内
管は外表面に紫外線反射膜を形成したことを特徴として
いる。
管は外表面に紫外線反射膜を形成したことを特徴として
いる。
【００１１】
【作用】発光管バルブ内に内管を配置してあり，バルブ
内壁と内管外壁とが近接していて，バルブが上記のよう
な偏平構造を有しているのと同じで，水銀蒸気層が薄く
なることによる水銀の自己吸収の低下やガラス壁までの
距離が近ずくことによるランプ電圧の上昇などによる偏
平バルブにしたのと同じ効果があり高い出力を得ること
ができる。
内壁と内管外壁とが近接していて，バルブが上記のよう
な偏平構造を有しているのと同じで，水銀蒸気層が薄く
なることによる水銀の自己吸収の低下やガラス壁までの
距離が近ずくことによるランプ電圧の上昇などによる偏
平バルブにしたのと同じ効果があり高い出力を得ること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下，本発明の実施例を図１を参照して説明
する。図１は低圧水銀蒸気放電灯Ｌおよび点灯回路装置
Ｃを示す。図中１は石英ガラスからなる長さが約１００
０ｍｍ，内径が約３２ｍｍの直管円筒状の発光管バルブ
で，両端部にはステム２，２が封着されている。このス
テム２，２にはそれぞれ陽極３Ａ，３Ｂおよび陰極４
Ａ，４Ｂが導入線を介し設けられている。各陽極３はタ
ングステン製の板を巻回，インゴットを切削するなどし
て円筒状に成形したものや線を密着巻きして円筒形に成
形したものからなり，タングステン線を巻回したフィラ
メントコイルからなる熱陰極４Ａ，４Ｂよりも放電空間
７の前方側に配置されている。また，バルブ１内には．
点灯時における蒸気圧が０．５〜１３パスカルの水銀と
常温状態の分圧で１３〜２６７パスカルのアルゴンガス
などの希ガスを封入したたとえば入力５００Ｗの放電灯
である。
する。図１は低圧水銀蒸気放電灯Ｌおよび点灯回路装置
Ｃを示す。図中１は石英ガラスからなる長さが約１００
０ｍｍ，内径が約３２ｍｍの直管円筒状の発光管バルブ
で，両端部にはステム２，２が封着されている。このス
テム２，２にはそれぞれ陽極３Ａ，３Ｂおよび陰極４
Ａ，４Ｂが導入線を介し設けられている。各陽極３はタ
ングステン製の板を巻回，インゴットを切削するなどし
て円筒状に成形したものや線を密着巻きして円筒形に成
形したものからなり，タングステン線を巻回したフィラ
メントコイルからなる熱陰極４Ａ，４Ｂよりも放電空間
７の前方側に配置されている。また，バルブ１内には．
点灯時における蒸気圧が０．５〜１３パスカルの水銀と
常温状態の分圧で１３〜２６７パスカルのアルゴンガス
などの希ガスを封入したたとえば入力５００Ｗの放電灯
である。
【００１３】また，発光管バルブ１内の両陽極３Ａ，３
Ｂ間には，放電熱に耐えるたとえばガラスやセラミック
スなどの耐熱性絶縁物からなる両端部を閉塞した外径が
約２０ｍｍの円筒状の内管５がサポート６，６を介しバ
ルブ１の中心に配置されている。
Ｂ間には，放電熱に耐えるたとえばガラスやセラミック
スなどの耐熱性絶縁物からなる両端部を閉塞した外径が
約２０ｍｍの円筒状の内管５がサポート６，６を介しバ
ルブ１の中心に配置されている。
【００１４】また，Ｃはこの低圧水銀紫外線放電灯Ｌの
点灯回路装置で，この点灯回路装置Ｃは電源１１に昇圧
トランス１２およびヒータートランス１３Ａ，１３Ｂを
有し，この昇圧トランス１２は発光管バルブ１の陽極３
Ａ，３Ｂに，ヒータートランス１３Ａ，１３Ｂは熱陰極
４Ａ，４Ｂにそれぞれ接続されている。
点灯回路装置で，この点灯回路装置Ｃは電源１１に昇圧
トランス１２およびヒータートランス１３Ａ，１３Ｂを
有し，この昇圧トランス１２は発光管バルブ１の陽極３
Ａ，３Ｂに，ヒータートランス１３Ａ，１３Ｂは熱陰極
４Ａ，４Ｂにそれぞれ接続されている。
【００１５】上記構成の低圧水銀放電灯Ｌをこの点灯回
路装置Ｃを用い点灯すると，熱陰極４Ａ，４Ｂはヒータ
ートランス１３Ａ，１３Ｂからの電流により発熱し熱電
子を放出し，昇圧トランス１２に接続している他方側の
陽極３Ａ，３Ｂとの間で放電が持続される。すなわち，
発光管バルブ１の一方の端部側の陽極３Ａは他方の端部
側の熱陰極４Ｂとの間で，また，他方の端部側の陽極３
Ｂは一方の端部側の熱陰極４Ａとの間でバルブ１内壁と
内管５外壁との狭い放電空間７を通じ放電が行われる。
このような電極の配置であると，放電電流を増大させた
場合，陰極は小形にして放熱による損失を低減でき，ま
た，一方陽極は大形にして放熱を促進することができ
る。
路装置Ｃを用い点灯すると，熱陰極４Ａ，４Ｂはヒータ
ートランス１３Ａ，１３Ｂからの電流により発熱し熱電
子を放出し，昇圧トランス１２に接続している他方側の
陽極３Ａ，３Ｂとの間で放電が持続される。すなわち，
発光管バルブ１の一方の端部側の陽極３Ａは他方の端部
側の熱陰極４Ｂとの間で，また，他方の端部側の陽極３
Ｂは一方の端部側の熱陰極４Ａとの間でバルブ１内壁と
内管５外壁との狭い放電空間７を通じ放電が行われる。
このような電極の配置であると，放電電流を増大させた
場合，陰極は小形にして放熱による損失を低減でき，ま
た，一方陽極は大形にして放熱を促進することができ
る。
【００１６】ここで，発光管バルブ１の横断面形状が従
来の円形および偏平形のバルブ１を使用した放電灯と，
本発明の円形バルブ１内に円筒状の内管５を装着した放
電灯との紫外線照射強度８を図２〜図４を参照して説明
する。それぞれの放電灯バルブ１の放電空間７横断面の
面積および放電電流は等しくしてあり，したがって，電
流密度も等しくなっている。
来の円形および偏平形のバルブ１を使用した放電灯と，
本発明の円形バルブ１内に円筒状の内管５を装着した放
電灯との紫外線照射強度８を図２〜図４を参照して説明
する。それぞれの放電灯バルブ１の放電空間７横断面の
面積および放電電流は等しくしてあり，したがって，電
流密度も等しくなっている。
【００１７】図３の通常の断面が円形のバルブ１の放電
灯は，配光は均一であるが紫外線出力は弱い。これは，
バルブ１横断面中心部の発光が水銀の自己吸収により弱
まってしまうためである。一方，図４の断面が偏平形の
バルブ１の放電灯は，長径側面１Ａからの紫外線出力は
強いが，短径側面１Ｂからの紫外線出力は極度に弱い。
これは，偏平面（長径側面）方向の水銀蒸気層が薄いた
め水銀の自己吸収が少ないためであり，また，バルブ１
のガラス壁までの距離が近いため電子の消失速度が速く
ランプ電圧が上昇することによるランプ入力の増加も出
力増加の原因となっている。このように偏平形バルブ１
の放電灯は，特定方向の紫外線照射には有効であるが，
気体や液体を反応させる場合のように周囲に対して均一
な紫外線が必要な場合には不向きである。
灯は，配光は均一であるが紫外線出力は弱い。これは，
バルブ１横断面中心部の発光が水銀の自己吸収により弱
まってしまうためである。一方，図４の断面が偏平形の
バルブ１の放電灯は，長径側面１Ａからの紫外線出力は
強いが，短径側面１Ｂからの紫外線出力は極度に弱い。
これは，偏平面（長径側面）方向の水銀蒸気層が薄いた
め水銀の自己吸収が少ないためであり，また，バルブ１
のガラス壁までの距離が近いため電子の消失速度が速く
ランプ電圧が上昇することによるランプ入力の増加も出
力増加の原因となっている。このように偏平形バルブ１
の放電灯は，特定方向の紫外線照射には有効であるが，
気体や液体を反応させる場合のように周囲に対して均一
な紫外線が必要な場合には不向きである。
【００１８】これに対し図２に示す本発明の放電灯は，
発光管バルブ１と内管５とが同心円上に配置してあり，
バルブ１内壁と内管５外壁とは全周に亘り同じ間隙で放
電空間７を形成しており，バルブ１周囲の全ての方向に
対して強く，かつ，均一に紫外線を照射する。これは，
全ての方向に対して上記のような偏平構造を有している
のと同じで，水銀蒸気層が薄くなることによる水銀の自
己吸収の低下やガラス壁までの距離が近ずくことによる
ランプ電圧の上昇などによる偏平バルブ１の効果が得ら
れるためである。
発光管バルブ１と内管５とが同心円上に配置してあり，
バルブ１内壁と内管５外壁とは全周に亘り同じ間隙で放
電空間７を形成しており，バルブ１周囲の全ての方向に
対して強く，かつ，均一に紫外線を照射する。これは，
全ての方向に対して上記のような偏平構造を有している
のと同じで，水銀蒸気層が薄くなることによる水銀の自
己吸収の低下やガラス壁までの距離が近ずくことによる
ランプ電圧の上昇などによる偏平バルブ１の効果が得ら
れるためである。
【００１９】なお，本発明は上記実施例に限らず本発明
の要旨を逸脱しない範囲での変形は可能であり，たとえ
ば，上記内管の横断面形状は円筒状に限らず多角形でも
よく，この場合は特定の範囲に強い指向性のある光照射
を行うことができる。また，円筒状や多角形状の内管を
バルブ中心から偏心させても，特定の方向に強い光照射
を行うことができる。
の要旨を逸脱しない範囲での変形は可能であり，たとえ
ば，上記内管の横断面形状は円筒状に限らず多角形でも
よく，この場合は特定の範囲に強い指向性のある光照射
を行うことができる。また，円筒状や多角形状の内管を
バルブ中心から偏心させても，特定の方向に強い光照射
を行うことができる。
【００２０】さらに本発明は，内管外表面の少なくとも
一部にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 などの材料からなる紫外線
反射膜を形成してもよく，この反射膜を形成することに
より紫外線をより有効に外方へ照射でき効率を上げるこ
とができる。さらに，内管は１本に限らず複数本の内管
を連設してもよく，重さを問わない場合は無空の棒状体
であっても差支えない。
一部にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 などの材料からなる紫外線
反射膜を形成してもよく，この反射膜を形成することに
より紫外線をより有効に外方へ照射でき効率を上げるこ
とができる。さらに，内管は１本に限らず複数本の内管
を連設してもよく，重さを問わない場合は無空の棒状体
であっても差支えない。
【００２１】さらにまた，放電灯バルブの形状も直管形
に限らずＵ字形に屈曲したものに適用してもよい。
に限らずＵ字形に屈曲したものに適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の低圧水銀蒸
気放電灯は，発光管バルブを偏平化するなどバルブに格
別の加工を施すことなく，単に放電空間内に沿って内管
を配置するのみで高い出力が得られ，この内管の横断面
形状や位置を変えることにより，バルブ全周から均一で
強い光照射や特定方向への強い光照射が行える。また，
この放電灯は構造も簡単であり，容易に製造することが
できる。
気放電灯は，発光管バルブを偏平化するなどバルブに格
別の加工を施すことなく，単に放電空間内に沿って内管
を配置するのみで高い出力が得られ，この内管の横断面
形状や位置を変えることにより，バルブ全周から均一で
強い光照射や特定方向への強い光照射が行える。また，
この放電灯は構造も簡単であり，容易に製造することが
できる。
【図１】本発明実施例の構成を示す説明図。
【図２】本発明に係る放電灯の放電と光照射分布を示す
説明図。
説明図。
【図３】従来に係る放電灯の放電と光照射分布を示す説
明図。
明図。
【図４】従来に係る他の放電灯の放電と光照射分布を示
す説明図。
す説明図。
Ｌ 放電灯 １ 発光管バルブ ３Ａ，３Ｂ 陽極 ４Ａ，４Ｂ 陰極 ５ 内管 ７ 放電空間 Ｃ 点灯回路装置
Claims (3)
- 【請求項１】 両端に電極を有する円筒状発光管バルブ
内部の放電空間に耐熱絶縁物からなる内管を配設したこ
とを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項２】 上記円筒状発光管バルブと内管とは同心
円上にあることを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀
蒸気放電灯。 - 【請求項３】 上記内管は外表面に紫外線反射膜を形成
したことを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀蒸気放
電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254492A JPH05242863A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254492A JPH05242863A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242863A true JPH05242863A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12639007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254492A Pending JPH05242863A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05242863A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0840353A2 (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-06 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Low-pressure mercury vapour-filled discharge lamp, luminaire and display device |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4254492A patent/JPH05242863A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0840353A2 (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-06 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Low-pressure mercury vapour-filled discharge lamp, luminaire and display device |
| EP0840353A3 (en) * | 1996-10-31 | 1998-06-17 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Low-pressure mercury vapour-filled discharge lamp, luminaire and display device |
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