JPH10125283A - Low-pressure mercury vapor discharge lamp - Google Patents

Low-pressure mercury vapor discharge lamp

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Publication number
JPH10125283A
JPH10125283A JP29931196A JP29931196A JPH10125283A JP H10125283 A JPH10125283 A JP H10125283A JP 29931196 A JP29931196 A JP 29931196A JP 29931196 A JP29931196 A JP 29931196A JP H10125283 A JPH10125283 A JP H10125283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molybdenum
filament
low
discharge lamp
pinch
Prior art date
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Pending
Application number
JP29931196A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuharu Yamamoto
康晴 山本
Fumio Suzuki
史生 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Publication date
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Publication of JPH10125283A publication Critical patent/JPH10125283A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the temperature rise by the heat reaching a filament through filament support columns and increase ultraviolet ray radiation efficiency by reducing the length and surface area of a pinch seal section. SOLUTION: Molybdenum foils 6a, 6b must be shortened in length to reduce the size of a pinch-sealed portion. The knife edge faces of the molybdenum foils 6a, 6b are installed perpendicularly to filament support columns 4a, 4b and molybdenum leads 7a, 7b, and the filament support columns 4a, 4b and molybdenum leads 7a, 7b are connected to both ends of the molybdenum foils 6a, 6b. A pinch seal forming mold is pressurization-machined by a mold longer than the width of the molybdenum foils 4a, 4b by 3-5mm to obtain a small pinch seal section 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長185nmや
254nm等の紫外域輝線スペクトルを放射させること
により、水、空気、食料品の包装材料、医療機器等の殺
菌や光酸化による有機物分解、半導体等のオゾン洗浄等
に使用される低圧水銀蒸気放電灯に関し、特に電極マウ
ント構造の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the decomposition of organic matter by disinfection or photo-oxidation of water, air, foodstuff packaging materials, medical equipment, etc. by emitting an ultraviolet emission spectrum having a wavelength of 185 nm or 254 nm. The present invention relates to a low-pressure mercury vapor discharge lamp used for cleaning ozone and the like, and particularly to an improvement in an electrode mounting structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の低圧水銀蒸気放電灯の構造は、発
光管の材料として、300nm以下の紫外波長を透過す
る紫外線透過ガラスまたは石英ガラスが使用され、その
両端に電極として,リード線を介して電子放射性物質が
塗布されたフィラメントが封着され、発光管内には水銀
と希ガスが封入されている。水銀の封入方法は、液状ま
たはチタン水銀合金として封入する方法や、高温で動作
するランプについては、高温での発光効率の低下を防ぐ
ため、水銀のアマルガムを用いる方法もある。希ガスと
しては一般にアルゴンが用いられるが、ランプの構造や
種類によっては、クリプトンやネオンなどの混合ガスが
用いられる場合もある。
2. Description of the Related Art A conventional low-pressure mercury vapor discharge lamp has a structure in which an ultraviolet ray transmitting glass or a quartz glass transmitting an ultraviolet wavelength of 300 nm or less is used as a material of an arc tube, and electrodes are provided at both ends thereof through lead wires as electrodes. Thus, a filament coated with an electron-emitting material is sealed, and mercury and a rare gas are sealed in the arc tube. As a method of filling mercury, there is a method of filling a liquid or a titanium-mercury alloy, and a method of using amalgam of mercury for a lamp operating at a high temperature in order to prevent a decrease in luminous efficiency at a high temperature. Argon is generally used as the rare gas, but a mixed gas such as krypton or neon may be used depending on the structure and type of the lamp.

【0003】発光原理は、両電極間に電圧を印加するこ
とによって加速された電子が、水銀イオンと衝突し、そ
の水銀原子がその運動エネルギーを吸収して励起され、
低いエネルギーの基底状態に戻るときに発光する。この
放射は主として、陽光柱と呼ばれる部分から放射され、
波長185nm、254nmの水銀原子の共鳴放射によ
って構成される。特に254nmの波長は、殺菌作用の
波長が最大となる波長とほぼ一致しており、殺菌線と呼
ばれる。
The principle of light emission is that electrons accelerated by applying a voltage between the two electrodes collide with mercury ions, and the mercury atoms are excited by absorbing their kinetic energy.
Emit when returning to the low energy ground state. This radiation is mainly emitted from a part called the positive column,
It is constituted by resonance radiation of mercury atoms at wavelengths of 185 nm and 254 nm. In particular, the wavelength of 254 nm substantially coincides with the wavelength at which the wavelength of the germicidal action is maximized, and is called a germicidal line.

【0004】石英ガラス管と電極を封止する方法は、一
般に二種類の方法があり、一つは電極が固定されたステ
ムと石英ガラス管を溶融して封止する方法で、ステムに
は石英ガラス、または硬質ガラスと石英ガラスのグレー
テッドシールされたものがある。もう一つの方法は、発
光管と電極マウントを直接ピンチシールする方法であ
る。このピンチシールは、電極マウントを石英ガラス管
の両端に固定し、不活性ガスでブローしながら石英ガラ
スを溶融し、ピンチシール型であるモールドで挟みこん
で加圧加工をするものである。
There are generally two types of methods for sealing a quartz glass tube and an electrode. One is a method of melting and sealing a stem to which an electrode is fixed and a quartz glass tube. There is a glass or a graded seal of hard glass and quartz glass. Another method is to directly pinch seal the arc tube and the electrode mount. In this pinch seal, an electrode mount is fixed to both ends of a quartz glass tube, and the quartz glass is melted while being blown with an inert gas, and is pressed with a pinch seal mold.

【0005】石英ガラスにピンチシールされた電極マウ
ントの構造を図4に示す。電極マウントは、石英ガラス
管11の両端に封着され、電子放射物質12を保持した
フィラメント13、フィラメント支持柱14a、14
b、ガラスブリッジ15、モリブデン箔16a、16
b、モリブデンリード17a、17bで構成される。フ
ィラメントは、その両端をガラスブリッジで固定された
フィラメント支持柱の上部でかしめて固定され、さらに
フィラメント支持柱とモリブデンリードは、モリブデン
箔の両端に溶接されて接合されている。電極マウント
は、斜線部18に示す部分がシールされて固定される。
モリブデン箔は、石英ガラスとほぼ同等の熱膨張率を有
し、さらにその長手方向の端部の縁は、ナイフエッジ構
造になっているため、石英ガラスとモリブデン箔の間に
隙間ができない構造になっており、気密性が保たれる。
このため、モリブデン箔を用いて石英ガラスと電極のリ
ードを封止する方法が一般的に行われている。
FIG. 4 shows the structure of an electrode mount which is pinch-sealed on quartz glass. The electrode mounts are sealed at both ends of a quartz glass tube 11 and hold a filament 13 holding an electron-emitting substance 12 and filament support columns 14a and 14a.
b, glass bridge 15, molybdenum foil 16a, 16
b, molybdenum leads 17a and 17b. The filament is fixed by caulking at both ends of a filament support column fixed at both ends by a glass bridge, and the filament support column and the molybdenum lead are welded and joined to both ends of the molybdenum foil. The electrode mount is fixed by sealing a portion indicated by a hatched portion 18.
Molybdenum foil has almost the same coefficient of thermal expansion as quartz glass, and its edge in the longitudinal direction has a knife-edge structure, so that there is no gap between quartz glass and molybdenum foil. It is kept airtight.
Therefore, a method of sealing the lead of the quartz glass and the electrode using a molybdenum foil is generally performed.

【0006】フィラメント上に塗布されている電子放射
物質は、有機溶媒に分散されたアルカリ土類金属(B
a,Sr,Ca等)の炭酸塩を主成分とし、排気工程中
にフィラメントに通電加熱することにより、低い仕事関
数で電子を放出するアルカリ土類金属の酸化物へ分解す
ることにより得られる。この反応式を式1に示す。 (Ba,Sr,Ca)CO3→(Ba,Sr,Ca)O+CO2(式1) そのアルカリ土類金属の酸化物が得られる反応の温度
は、800〜1000℃が適正と言われている。
The electron-emitting substance applied on the filament is an alkaline earth metal (B) dispersed in an organic solvent.
a, Sr, Ca, etc.) as a main component, and is obtained by decomposing into an alkaline earth metal oxide that emits electrons with a low work function by applying electric current to the filament during the evacuation step. This reaction formula is shown in Formula 1. (Ba, Sr, Ca) CO 3 → (Ba, Sr, Ca) O + CO 2 (Equation 1) It is said that the appropriate temperature for the reaction to obtain the alkaline earth metal oxide is 800 to 1000 ° C. .

【0007】電極マウントを石英ガラス管に直接ピンチ
シールする方法では、ピンチシール時に石英ガラス管の
端部が約1600℃で溶融されるため、シール部付近の
フィラメント支持柱からの熱伝導により、急激にフィラ
メントの温度が上昇し、フィラメントの酸化やフィラメ
ント上に塗布された電子放射物質の剥がれ、劣化等によ
り、電子放射物質のエミッションの低下に伴うランプの
不点灯、短寿命の原因となっていた。
In the method of directly pinch-sealing the electrode mount to the quartz glass tube, the end of the quartz glass tube is melted at about 1600 ° C. at the time of pinch sealing, so that heat is rapidly transmitted from the filament support column near the seal portion. As the temperature of the filament rises, the oxidation of the filament and the peeling-off and deterioration of the electron-emitting material applied on the filament have caused the lamp not to turn on and have a short life due to a decrease in the emission of the electron-emitting material. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】低圧水銀蒸気放電灯、
特に発光長の短い4〜30W程度の小型ランプにおける
ピンチシール部の大きさは、モリブデン箔の長さによっ
て決まり、一般的に7〜10mmである。また、フィラ
メント支持柱やモリブデンリードを固定するためには、
ピンチシール部の長さは10〜15mm程度必要とな
り、ランプが小型になればなるほどランプ全長に対する
ピンチシール部の長さが大きくなるため、発光長を長く
確保することができない。その結果、陽光柱が短くな
り、185nm,254nmの波長が効率良く放射され
ず、放射効率の低下という問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION A low-pressure mercury vapor discharge lamp,
In particular, the size of the pinch seal portion in a small lamp having a short light emission length of about 4 to 30 W is determined by the length of the molybdenum foil, and is generally 7 to 10 mm. Also, to fix the filament support columns and molybdenum leads,
The length of the pinch seal portion needs to be about 10 to 15 mm, and the smaller the lamp, the larger the length of the pinch seal portion with respect to the entire length of the lamp. As a result, the length of the positive column is shortened, and wavelengths of 185 nm and 254 nm are not efficiently radiated.

【0009】上記問題点を解決するため本発明は、不点
灯および短寿命の要因であるピンチシール時の熱伝導に
よるフィラメント温度の急激な上昇によるフィラメント
の酸化や電子放射物質の剥がれ、劣化を防ぎ、かつ陽光
柱を長く確保して紫外線放射効率を高くする低圧水銀蒸
気放電灯を提供することを目的とする。
In order to solve the above problems, the present invention is intended to prevent the filament from being oxidized due to a rapid rise in the filament temperature due to heat conduction at the time of pinch sealing, which is a factor of non-lighting and short life, and peeling and deterioration of the electron emitting material. It is another object of the present invention to provide a low-pressure mercury vapor discharge lamp in which a positive column is secured for a long time to increase the ultraviolet radiation efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項記載の発明は、ピンチシール部の長さ及び表
面積を小さくすることにより、石英ガラスの吸収する熱
量を小さくし、ピンチシール後のピンチシール部の自己
放熱する時間が短くなり、フィラメント支持柱を伝わっ
てフィラメントに達する熱による温度上昇を抑えること
ができ、かつ陽光柱を長く確保できるため、紫外線放射
効率を高くすることができるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to the claimed invention reduces the amount of heat absorbed by quartz glass by reducing the length and surface area of the pinch seal portion, thereby reducing the pinch seal. The time for self-radiation of the pinch seal afterwards becomes shorter, the temperature rise due to the heat reaching the filament through the filament support column can be suppressed, and the positive column can be secured longer, so the ultraviolet radiation efficiency can be increased. You can do it.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は、本発明にかかる低圧水銀蒸気放電灯用電極
マウントの実施の形態を示すものである。石英ガラス管
1の端部にはピンチシール部が形成され、電子放射物質
2を保持したフィラメント3、フィラメント支持柱4
a、4b、ガラスブリッジ5、モリブデン箔6a、6
b、モリブデンリード7a、7bで構成される。フィラ
メントは、その両端をガラスブリッジで固定されたフィ
ラメント支持柱の上部でかしめて固定され、さらにフィ
ラメント支持柱の下部とモリブデンリードは、モリブデ
ン箔の両端に溶接されて接合されている。モリブデン箔
の長手方向の端部であるナイフエッジ部は、フィラメン
ト支持柱やモリブデンリードに対し垂直に設置し、封着
されている。また、斜線部8はピンチシールされる部分
を表す。
Next, an embodiment will be described. FIG. 1 shows an embodiment of an electrode mount for a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the present invention. A pinch seal portion is formed at the end of the quartz glass tube 1, and the filament 3 holding the electron-emitting substance 2 and the filament support column 4
a, 4b, glass bridge 5, molybdenum foil 6a, 6
b, molybdenum leads 7a and 7b. The filament is fixed by caulking at both ends of a filament support column fixed at both ends by a glass bridge, and the lower portion of the filament support column and the molybdenum lead are welded and joined to both ends of the molybdenum foil. The knife edge portion, which is the longitudinal end of the molybdenum foil, is installed perpendicularly to the filament support column and the molybdenum lead and sealed. The hatched portion 8 indicates a portion to be pinch-sealed.

【0012】図2、図3に電極マウントの拡大図及びA
−A’線断面図を示す。ピンチシールされる部分の大き
さを小さくするには、モリブデン箔の長さを短くする必
要がある。しかし、石英ガラスとモリブデン箔の気密性
を保つためには、図4の長さdに示される部分が、最低
4〜6mmの幅を保つ必要があり、モリブデン箔のナイ
フエッジ面がフィラメント支持柱やモリブデンリードに
対し、垂直に設置され、モリブデン箔の両端にフィラメ
ント支持柱やモリブデンリードが接続されている電極構
造にして、ピンチシール形成モールドをモリブデン箔の
幅より3〜5mm長いモールドで加圧加工することでピ
ンチシール幅が5〜6mmの小さなピンチシール部が得
られる。
FIGS. 2 and 3 are enlarged views of the electrode mount and FIG.
FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line A ′. In order to reduce the size of the portion to be pinched and sealed, it is necessary to shorten the length of the molybdenum foil. However, in order to maintain the airtightness between the quartz glass and the molybdenum foil, it is necessary that the length d shown in FIG. 4 has a width of at least 4 to 6 mm. And molybdenum leads are installed vertically and the electrode structure is such that filament support pillars and molybdenum leads are connected to both ends of the molybdenum foil, and the pinch seal forming mold is pressed with a mold 3 to 5 mm longer than the width of the molybdenum foil. By processing, a small pinch seal portion having a pinch seal width of 5 to 6 mm is obtained.

【0013】具体的には、幅2mm、長さ4mmのモリ
ブデン箔の両端から0.5mmのところにφ0.4のモ
リブデン製のフィラメント支持柱とφ0.5モリブデン
リードをモリブデン箔のナイフエッジ部に対し垂直に配
置し、1mm2の白金箔をバインダーとして溶接する。
また、幅5mmのピンチシール型であるモールドを用い
ることによりピンチシール幅が5〜6mmの小さいシー
ル形状を得ることができる。
Specifically, a molybdenum foil support having a diameter of 0.4 mm and a molybdenum lead having a diameter of 0.5 mm are placed at 0.5 mm from both ends of a molybdenum foil having a width of 2 mm and a length of 4 mm at the knife edge of the molybdenum foil. It is arranged perpendicularly, and is welded with a platinum foil of 1 mm 2 as a binder.
In addition, a small seal shape having a pinch seal width of 5 to 6 mm can be obtained by using a pinch seal mold having a width of 5 mm.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明にかかる低圧水銀放電灯用電極マ
ウントは、従来のモリブデン箔のナイフエッジ面を、フ
ィラメント支持柱やモリブデンリードの同一直線上に溶
接する電極マウント構造に比べ、ピンチシールされる部
分の大きさを6mm程度にまで小さくできることで、不
点灯および短寿命の要因であるピンチシール時の熱伝導
によるフィラメント温度の急激な上昇によるフィラメン
トの酸化や電子放射物質の剥がれ、劣化を防ぎ、かつ陽
光柱を長く確保して紫外線放射効率を高くする低圧水銀
蒸気放電灯を提供することができる。
The electrode mount for a low-pressure mercury discharge lamp according to the present invention is pinch-sealed compared to a conventional electrode mount structure in which a knife edge surface of a molybdenum foil is welded on the same straight line of a filament support pillar or a molybdenum lead. The size of the part can be reduced to about 6 mm, preventing the filament from oxidizing due to the rapid rise of the filament temperature due to heat conduction during pinch sealing, which is the cause of non-lighting and short life, peeling of the electron emitting material, deterioration In addition, it is possible to provide a low-pressure mercury vapor discharge lamp that secures a long positive column and increases ultraviolet radiation efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる低圧水銀蒸気放電灯用電極マウ
ントの実施形態を表す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an electrode mount for a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the present invention.

【図2】本発明にかかる低圧水銀蒸気放電灯用電極マウ
ントのモリブデン箔部分の拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a molybdenum foil portion of the electrode mount for a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the present invention.

【図3】図2のA−A’線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2;

【図4】本発明にかかる低圧水銀蒸気放電灯用電極マウ
ントのモリブデン箔部分の拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view of a molybdenum foil portion of the electrode mount for a low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 石英ガラス管 2 電子放射物質 3 フィラメント 4a,4b フィラメント支持柱 5 ブリッジ 6a,6b モリブデン箔 7a,7b モリブデンリード 8 ピンチシール部 11 石英ガラス管 12 電子放射物質 13 フィラメント 14a,14b フィラメント支持柱 15 ブリッジ 16a,16b モリブデン箔 17a,17b モリブデンリード 18 ピンチシール部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quartz glass tube 2 Electron emission material 3 Filament 4a, 4b Filament support pillar 5 Bridge 6a, 6b Molybdenum foil 7a, 7b Molybdenum lead 8 Pinch seal part 11 Quartz glass tube 12 Electron emission material 13 Filament 14a, 14b Filament support pillar 15 Bridge 16a, 16b Molybdenum foil 17a, 17b Molybdenum lead 18 Pinch seal part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光管の両端にピンチシール部を形成
し、該シール部に電極マウントを封着してなる低圧水銀
蒸気放電灯において、前記電極マウントの一部であるモ
リブデン箔のナイフエッジ面をフィラメント支持柱、モ
リブデンリードに対し、垂直に設置し、封着することに
より、ピンチシール部の長さ及び表面積を小さくするこ
とを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
1. A low-pressure mercury vapor discharge lamp in which pinch seals are formed at both ends of an arc tube and an electrode mount is sealed to the seals, and a knife edge surface of molybdenum foil as a part of the electrode mount. A low-pressure mercury vapor discharge lamp characterized by reducing the length and surface area of a pinch seal portion by vertically installing and sealing a filament support column and a molybdenum lead.
JP29931196A 1996-10-24 1996-10-24 Low-pressure mercury vapor discharge lamp Pending JPH10125283A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004090935A3 (en) * 2003-04-10 2006-06-29 Koninkl Philips Electronics Nv Lamp assembly
WO2008119623A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Assembly for an electric lamp comprising an outer bulb

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