JPH10112290A

JPH10112290A - 希ガス放電ランプ

Info

Publication number: JPH10112290A
Application number: JP28456796A
Authority: JP
Inventors: Toru Odagaki; 徹小田垣; Seiichi Uenari; 清一上成
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: JP3346190B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で紫外線を放射するとともに、紫
外線発光効率に優れ、安価で小型の希ガス放電ランプを
提供することにある。【解決手段】両端部に圧着封止部１１が形成されて、
内部に希ガスが封入された発光管１と、該発光管１内の
両端部に配置された同一極性の一対の内部電極３と、前
記発光管１の外周面に沿って、当該発光管１の両端部に
巻回された前記内部電極３とは異なる極性を有する線状
の外部電極５とを備えたことを特徴とする希ガス放電ラ
ンプ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、樹脂や塗料やイン
キの硬化乾燥、光洗浄、光殺菌、光オゾン発生装置等の
光化学反応装置の紫外線光源として利用される希ガス放
電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無声放電を利用したオゾン発生装
置が知られている。このようなオゾン発生装置の原理を
図７を用いて説明する。導電障壁である誘電体６の一側
面に一方の電極７を接触して配置し、導電体６の他方の
面に離間した状態で一方の電極６と対抗するように他方
の電極８を配置し、この電極７，８間に交流電圧を印加
することにより無声放電を発生させ、この無声放電間に
空気または酸素を通すことにより、オゾンを発生させる
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなオゾン発生装置では、電極７が直接空気または酸
素に接触しているため、電極７が酸化し、電極７が劣化
するという問題があった。さらに、電極７の劣化は、オ
ゾン発生装置の寿命に直接影響するものであり、長寿命
化に対する大きな課題であった。また、電極７は、直接
空気または酸素に接触する構造であるため、電極７に空
気中または酸素中の塵やほこりが付着し、放電効率が低
下し、最終的にオゾンの発生量が減少するという問題が
あった。そして、空気中の窒素が放電により酸化される
ことにより、人体に悪影響を与える窒素酸化物が生成さ
れるという問題もあった。

【０００４】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、オゾン発生装置やそ
の他の光化学反応装置の光源として好適に利用される、
簡単な構造で、紫外線を放射でき、紫外線発光効率に優
れるとともに、安価で小型の希ガス放電ランプを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の希ガス放電ランプは、両端部に圧
着封止部が形成されて、内部に希ガスが封入された石英
製の発光管と、該発光管内の両端部に配置された同一極
性の一対の内部電極と、前記発光管の外周面に沿って、
当該発光管の両端部間に巻回された前記内部電極とは異
なる極性の線状の外部電極と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】請求項２に記載の希ガス放電ランプは、請
求項１に記載の希ガス放電ランプにおいて、特に、前記
内部電極は、管軸方向に伸びる直線部と、該直線部に続
き管軸方向から離間する方向に折り曲げられた折曲部
と、該折曲部に続き発光管の内周面に沿って接近して形
成された環状部よりなることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の希ガス放電ランプで
あり、冷蔵庫や食器乾燥機等のカビの発生し易い所で、
紫外線を放射してオゾンを発生させることにより、それ
らのカビを減菌或いは殺菌するランプである。

【０００８】発光管１は、両端部に金属箔２が埋設され
た圧着封止部１１が形成されており、その内部に一対の
内部電極３が配置されている。内部電極３の一端部は前
記金属箔２の一端側に接続されており、この金属箔２の
他端側には圧着封止部１１から外部に突出するように外
部リード４が形成されている。そして、発光管１の外周
面に沿って、当該発光管１の両端部間に線状の外部電極
５が巻回されている。そして、発光管１内には、放電用
希ガスとしてキセノンが封入されている。

【０００９】この希ガス放電ランプは、全長１３２ｍ
ｍ、外径１０ｍｍであり、波長１８５ｎｍの紫外線を１
３μＷ／ｃｍ²を放射するものである。図２に、この希
ガス放電ランプの分光相対放射強度を示す。そして、こ
の希ガス放電ランプから放射される波長１８５ｎｍをピ
ークとして２００ｎｍの紫外線が、このランプの周囲に
存在する空気中の酸素と反応してオゾンを生成し、この
オゾンがカビ等の菌に接触することにより、減菌或いは
殺菌作用を奏するものである。なお、紫外線により空気
中の酸素からオゾンを発生させるので、従来技術のオゾ
ン発生装置のように窒素酸化物が生成されることはな
い。そして、本実施例では、放電用希ガスとしてキセノ
ンを使用したが、それぞれの用途に応じて、例えば光洗
浄やインキの硬化乾燥に適した紫外線を放射させるため
に、放電用希ガスとして塩素化合物やクリプトン化合物
を用いても良く、また、必要に応じて水銀等の金属を添
加しても良い。

【００１０】次に、各部について詳細に説明する。発光
管１は、２００ｎｍ以下の光を効率良く透過させるた
め、及び、導電性障壁になるために石英ガラスからな
る。内部電極３は、タングステン製であり、図３に示す
ように、管軸方向に伸びる直線部３ａと、この直線部３
ａに続き管軸方向から離間する方向に折り曲げられた折
曲部３ｂと、この折曲部３ｂに続き発光管１の内周面に
沿って接近して形成された環状部３ｃよりなる。外部電
極５は、ＳＵＳ３０４製の直径０．４ｍｍの線状部材で
あり、発光管１の一端側から他端側にかけて外周面に沿
って巻回されている。そして、巻回されて隣合う外部電
極５の間から、所望の紫外線が放射される。すなわち、
外部電極５が密に巻回されていては、紫外線が良好に放
射されず、反対に、粗に巻回されていては放電効率の低
下に伴うオゾン発生量の減少という問題が発生するの
で、隣合う外部電極５の間隔を適時決定するものであ
る。また、図４に示すように、外部電極５１は、幅０．
４ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの細幅のリボン状であっても良
い。なお、この外部電極５１は、図１に示す外部電極と
同様の物質からなり、図１と同一符号は同一部分を示
す。

【００１１】このように本発明の希ガス放電ランプは、
管状の発光管１の両端部に圧着封止部１１が形成され、
発光管１の内部に一対の内部電極３と、発光管１の外周
面に線状の外部電極５が巻回された構造なので、構造が
簡単であり、安価に製造することができ、小型化でき
る。

【００１２】次に、図５を用いて、本発明の希ガス放電
ランプの点灯方法及び放電現象について説明する。希ガ
ス放電ランプＬは、内部電極３と外部電極５に直流電源
部２０からインバーター回路３０を経由して高周波高電
圧を印加して点灯するものであり、一対の内部電極３が
同一極性になるように結線されている。そして、石英ガ
ラスからなる発光管１を導電性障壁として、この導電性
障壁を介して内部電極３と外部電極５が放電するので、
発光管１内に細い針金状の放電プラズマが多数発生す
る。そして、この放電プラズマは高エネルギーの電子を
有し、かつ、瞬時に消滅するという特徴を持っているの
で、発光管１内のキセノン分子が瞬時に順安定なエキシ
マ状態に励起されて、この励起された状態から基底状態
に戻るときに紫外線を発光する。

【００１３】また、発光管１の長手方向に沿って略一様
に巻回された外部電極５と発光管１の両端部に形成され
た内部電極３との間で放電するので、発光管１の両端部
から中央部にかけて略全域に渡って発光することにな
る。

【００１４】内部電極３と外部電極５との間で起こる放
電状態について説明する。内部電極３は、図３に示した
ように、その先端が環状部３ｃになっており、この環状
部３ｃと発光管１の外周面に巻回された外部電極５との
間で放電するものである。なお、極一部、直線部３ａや
折曲部３ｂと外部電極５との間でも放電する。そして、
内部電極３の先端が環状になっているので、図６に示す
ように、発光管１の外周面に巻回された外部電極５と内
部電極３の環状部３ｃとの距離を近づけることができ、
放電開始電圧を下げることができる。すなわち、点灯性
が良くなる。

【００１５】そのうえ、内部電極３と外部電極５との距
離が近いと、電流密度が小さくなるので、内部電極３の
温度上昇を抑えることができ、内部電極３を構成してい
る物質が蒸発するスパッタリング現象が発生せず、電極
寿命を延ばすことができる。

【００１６】更には、図６の破線で示したように内部電
極３の環状部３ｃから、外部電極５に対して最短距離で
放電プラズマが発生するので、環状部３ｃから放射状に
無数の放電プラズマが発生する。従って、発光管１内の
キセノン分子が準安定なエキシマ状態に励起されて効率
良くエキシマ状態の分子の数が増えるので、紫外線発光
効率が良くなる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の希ガス放電ランプによれば、管
状の発光管の両端部に圧着封止部が形成され、発光管の
内部に一対の内部電極と、発光管の外周面に線状の外部
電極が巻回された構造なので、構造が簡単になり、安価
に製造することができ、小型化を達成することができ
る。さらには、内部電極の環状部から外部電極に対して
放射状に無数の放電プラズマが発生するので、発光管内
の希ガス分子が準安定なエキシマ状態に励起されて効率
良く励起分子の数が増えるので、紫外線発光効率が良く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希ガス放電ランプの説明図である。

【図２】本発明の希ガス放電ランプの分光放射率を示す
説明図である。

【図３】本発明の希ガス放電ランプの内部電極説明図で
ある。

【図４】本発明の希ガス放電ランプの他の実施例の説明
図である。

【図５】本発明の希ガス放電ランプの点灯方法説明図で
ある。

【図６】本発明の希ガス放電ランプの内部電極と外部電
極との関係を示す要部拡大説明図である。

【図７】従来のオゾン発生装置の原理説明図である。

【符号の説明】

１発光管１１圧着封止部２金属箔３内部電極４外部リード５外部電極２０直流電源部３０インバーター回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に圧着封止部が形成されて、内部
に希ガスが封入された発光管と、該発光管内の両端部に配置された同一極性の一対の内部
電極と、前記発光管の外周面に沿って、当該発光管の両端部間に
巻回された前記内部電極とは異なる極性の線状の外部電
極と、を備えたことを特徴とする希ガス放電ランプ。
【請求項２】前記内部電極は、管軸方向に伸びる直線
部と、該直線部に続き管軸方向から離間する方向に折り曲げら
れた折曲部と、該折曲部に続き発光管の内周面に沿って接近して形成さ
れた環状部よりなることを特徴とする請求項１に記載の
希ガス放電ランプ。