JPH11265684A - 紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプ、低圧水銀蒸気放電ランプユニットおよび流体殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトなサイズでありながら、紫外線出力
を増大させることができ、オゾン臭のない紫外線放射形
の低圧水銀蒸気放電ランプ、これを用いた低圧水銀蒸気
放電ランプユニットおよび流体殺菌装置を提供する。 【解決手段】屈曲部および直線部を含んでいて内部に屈
曲した放電路を形成し得る外径３〜１２ｍｍ、全幅が３
０ｍｍ未満の紫外線透過性材質の気密容器の内部の両端
部に一対の電極を封装し、オゾンレス石英ガラス製の気
密容器内に水銀および希ガスを封入してなる。また、気
密容器は、両端にピンチシール部をその偏平面をほぼ平
行に揃えることにより、ランプの全幅を小さくすること
ができる。そうして、本発明のランプを安価な普通石英
ガラス製の保護管内に水密で非気密性のシールして収納
して低圧水銀蒸気放電ランプユニットを構成し、さらに
当該ユニットを組み込んで流体殺菌装置を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線放射形の低
圧水銀蒸気放電ランプ、これを用いた低圧水銀蒸気放電
ランプユニットおよび流体殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実開平５−２０７４４号公報や実開平７
−１３４８５号公報に記載されているように、液体の流
路に紫外線ランプを配設し、紫外線を照射して液体を殺
菌する液体殺菌装置は従来から知られている。この液体
殺菌装置には、液体流入口および液体流出口を備えた液
体殺菌装置本体の内部に、紫外線透過性の保護管内に収
納されることによって液体に対してシールされた紫外線
ランプを配設して、保護管の周囲を液体が流通する過程
で殺菌されるような構成のものが多く用いられている。

【０００３】ところで、従来の比較的小形の液体殺菌装
置に用いられている紫外線ランプは、放電容器が紫外線
透過性のガラスからなる直管形の低圧水銀蒸気放電ラン
プである。この紫外線ランプは、ＧＬ６形にあっては管
長２１０．５ｍｍ（全長２２６．３ｍｍ以下）の場合、
ランプ電力６Ｗで波長２５３．７ｎｍの紫外線出力が１
Ｗである。ランプ入力をさらに増加しても紫外線線出力
は殆ど増大させることができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】比較的小形の液体殺菌
装置の用途の一例として、２４時間風呂の水殺菌がある
が、最近レジオネラ菌などに対する殺菌不良の問題が提
起されている。

【０００５】殺菌能力を向上させるためには、紫外線出
力を増大させればよいのであるが、上述したように紫外
線出力をこれ以上増大させることができない。

【０００６】定格電力の大きな紫外線ランプを使用すれ
ば、紫外線出力を増大させることはできるが、装置の周
りがシールされつくしていないため、装置内で発生する
オゾンが外に漏れてオゾン臭くなる問題があり、液体殺
菌装置が大形化するとともに、高価になってしまい、一
般家庭へ普及させることができなくなるという問題があ
る。

【０００７】本発明は、コンパクトなサイズでありなが
ら、殺菌線出力を増大させることができオゾン臭さのな
い紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプ、これを用い
た低圧水銀蒸気放電ランプユニットおよび流体殺菌装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の紫外線
放射形の低圧水銀蒸気放電ランプは、屈曲部および直線
部を含んでいて内部に屈曲した放電路を形成し得る外径
３〜１０ｍｍ、全幅が３０ｍｍ未満のオゾンレス石英ガ
ラス製の気密容器と；気密容器内の両端に封装された一
対の電極と；気密容器内に封入された水銀および希ガス
を含む放電媒体と；を具備していることを特徴としてい
る。

【０００９】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１０】気密容器について 気密容器は、屈曲部および直線部を含んでＵ字状、Ｗ字
状などの形状に形成される。このような気密容器を製造
するには、１本の管を加熱軟化させて屈曲させることに
より、屈曲した放電路を内部に形成することができる。
また、複数の直管を連結管により接続したり、複数の直
管の端部を閉塞して、端部近傍を局部的に加熱溶融させ
るとともに、内部の圧力を高めることにより、吹き破り
により連結部を形成し、連結部同志を突き合わせて屈曲
した放電路を形成することもできる。

【００１１】要するに、本発明においては、気密容器
は、屈曲部および直線部を含んでいて、内部に屈曲した
放電路を形成することができれば、その具体的構造およ
び製造方法は問わない。

【００１２】気密容器は、オゾンレス石英ガラス製であ
ればよく、特定の材質に限定されない。 気密容器の外
径を３〜１２ｍｍに限定した理由は、以下のとおりであ
る。すなわち、３ｍｍ未満であると、ランプ電圧が高く
なりすぎて実用的でなくなるからである。また、１２ｍ
ｍを超えると、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプ
の全幅が３０ｍｍを超えやすくなり、流体殺菌装置の大
形化を招いてしまうからである。

【００１３】また、気密容器の全幅を３ｍｍ未満に限定
した理由は、以下のとおりである。すなわち、３０ｍｍ
を超えると、流体殺菌装置の大形化を招いてしまう。

【００１４】さらに、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電
ランプをオゾンレス石英ガラス製の保護管に収納して用
いる場合、保護管が高価になってしまう。本発明はラン
プ自体がオゾンレス石英である。したがって、保護管は
普通石英たとえば二酸化鉄Ｆｅ2Ｏ3成分を２０ｐｐｍ以
下にしたソーダライムガラス、酸化バリウムＢａＯ成分
を多く含むガラスなどを用いることができ、しかも保護
管の内部は空気など酸素を含む気体でよく、オゾンが発
生しないので、シールも水密で非気密であるにもかかわ
らず従来装置のようなオゾン臭さはない。

【００１５】さらにまた、気密容器の全幅を、上記の数
値範囲内で、屈曲部近傍と両端近傍とで変えることがで
きる。たとえば、屈曲部近傍より両端近傍の全幅を狭く
すると、両端部に口金体を装着する場合に、口金体の幅
も３０ｍｍ未満に抑えることができる。

【００１６】なお、気密容器の放電路長については、所
望のランプ電力および許容２次無負荷電圧に応じて適宜
設定することができる。

【００１７】電極について 電極は、熱陰極および冷陰極のいずれでもよい。

【００１８】熱陰極を用いるときには、一対の導入線の
内端間にフィラメント電極を継線し、フィラメントには
電子放射物質を塗布する。

【００１９】冷陰極を用いるときには、タングステン製
の電極軸の先端部にタングステン製のコイルを１重また
は２重に巻回し、電子放射物質を塗布したもの、ニッケ
ル棒またはニッケル筒に電子放射物質を塗布したものな
ど既知の各種冷陰極を用いることができる。

【００２０】放電媒体について 放電媒体は、水銀および希ガスを含んでなるが、水銀は
純水銀の形で封入するか、アマルガムの形で封入するこ
とができる。

【００２１】希ガスは、ネオン、アルゴン、クリプトン
などを用いることができるが、中でもネオンの封入比を
多くすると、発光効率が高くなる。しかし、この場合、
始動性が低下するので、点灯装置の２次無負荷電圧を高
くする必要がある。

【００２２】作用について 本発明においては、従来に比較して細くて長い気密容器
を屈曲させていることにより、従来とほぼ同様な管長に
することができる。

【００２３】また、気密容器の全幅を３０ｍｍ未満に規
制することで、上記と相まって従来の流体殺菌装置本体
にそのまま組み合わせて用いるか、流体殺菌装置本体の
基本的サイズを変更することなしに、小変更するだけで
組み合わせて用いることができる。

【００２４】なお、気密容器の外径および全幅を規定す
るのに加えて、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプ
の全長が２００ｍｍ以下であると、さらにコンパクトで
ありながら、紫外線出力を増大させることができる。

【００２５】さらに、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電
ランプを普通石英ガラス製の保護管内に収納する構成で
あるので、保護管は外径３０ｍｍ以下のものを使用で
き、そのため価格が安い保護管を使用することができ
る。

【００２６】しかも、保護管およびランプ間のシール
は、水密であればよく、気密性を問わないので、安価な
シールで装置を構成することができる。

【００２７】さらに、本発明においては、ランプ電力を
多くして紫外線出力を多くすることができる。たとえ
ば、ランプ電力を１０Ｗにしたときに、紫外線出力を
２．５Ｗ得ることができる。

【００２８】請求項２の発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプは、屈曲部および直線部を含んでいて内
部に屈曲した放電路を形成し得るとともに両端に偏平面
がほぼ平行に揃えられた一対のピンチシール部を備えた
オゾンレス石英ガラス製の気密容器と；気密容器内の両
端にピンチシール部を介して封装された一対の電極と；
気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒
体と；を具備していることを特徴としている。

【００２９】本発明は、気密容器の外径が３〜１２ｍ
ｍ、全幅が３０ｍｍ未満である場合に特に効果的である
が、これに限定されない。

【００３０】本発明の特徴的構成の一つは、気密容器を
オゾンレス石英ガラスで形成し、電極を気密容器の両端
に形成された一対のピンチシール部を介して封装してい
ることである。 オゾンレス石英ガラスを気密容器の構
成材料とする場合に、電極を封装するための構造とし
て、いくつかの方式が知られているが、ピンチシール方
式が小形の気密容器には最適である。

【００３１】ところが、ピンチシール方式においては、
ピンチシール部が偏平になるため、一対のピンチシール
部が接近する場合、その偏平面が同一面内にあるように
揃える構成の場合、ピンチシール部が干渉しないように
しなければならないから、気密容器の全幅が必然的に大
きくなってしまう。

【００３２】これに対して、本発明の特徴的構成の他の
部分は、ピンチシール部の偏平面をほぼ平行に揃える点
てある。これにより、気密容器の直線部をなるべく接近
させることができ、その結果気密容器の全幅を小さくす
ることができる。

【００３３】請求項３の発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプは、屈曲部および直線部を含んでいて内
部に屈曲した放電路を形成し得るとともに両端に一対の
ピンチシール部を備え、かつ内面に金属酸化物微粒子か
らなる保護膜を形成した内径２〜１０ｍｍのオゾンレス
石英ガラス製の気密容器と；気密容器内の両端にピンチ
シール部を介して封装された一対の電極と；気密容器内
に封入された水銀およびネオンが５０％以上の希ガスを
含む放電媒体と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００３４】本発明は、気密容器の全幅が３０ｍｍ未満
である場合に特に効果的であるが、これに限定されな
い。また、気密容器の両端にピンチシール部を形成して
電極を封装するとともに、ピンチシール部の偏平面をほ
ぼ平行に揃えることができる。

【００３５】本発明において、保護膜は水銀イオンが気
密容器の壁面に叩き込まれて水銀が減少していき、これ
に伴いランプ電圧が上昇して早期にランプが消弧してし
まうのを防止する目的で用いるものである。

【００３６】保護膜の構成材料としては、たとえばアル
ミナ、シリカ、希土類金属たとえばイットリウムの酸化
物を用いることができる。

【００３７】保護膜を気密容器の内面に形成するに際し
て、電極の先端部より端部側に付着した保護膜を気密容
器の封着前に除去するなどにより、保護膜を端部に形成
しないようにすれば、封着性を阻害することもない。

【００３８】そうして、放電媒体の一部を構成する希ガ
スとして、ネオンを５０％以上特に顕著には９５％以上
の割合で含み、封入圧力が８０〜１００ｔｏｒｒで、か
つ気密容器の内表面の管壁負荷が０．１〜０．３Ｗ／ｃ
ｍ2で作動する場合には、発光効率を高めることができ
るが、ネオンは質量が軽いので、水銀イオンの加速度が
大きい。このため、水銀イオンの気密容器の壁面への叩
き込みが激しく、水銀の消耗が早い。

【００３９】しかし、本発明においては、気密容器の内
面に保護膜を形成しているので、水銀イオンが保護膜に
阻止されて気密容器の壁面に叩き込まれにくい。そし
て、発光効率を高く維持することができる。

【００４０】請求項４の発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプは、請求項１ないし３のいずれか一記載
の紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、直
線部に配設された排気チップ部を備えていることを特徴
としている。

【００４１】気密容器内を排気し、水銀および希ガスを
封入するために排気管を取り付け、排気、封入後に封じ
切り、排気チップ部を形成するのが一般的であるが、本
発明は排気チップ部の配設位置を規定することにより、
気密容器の歪による破損を低減するものである。

【００４２】気密容器に屈曲部があると、曲げ加工など
により屈曲部を形成する際に屈曲部に歪が発生するの
で、歪取り工程を介在させて歪を除去するが、それでも
多少の歪が残存する。

【００４３】したがって、屈曲部に排気管を取り付ける
と、さらに歪が発生して、排気管取付部から気密容器が
破損しやすい。

【００４４】また、直管状態で排気管を取り付ける場合
であっても歪の問題が生じる。

【００４５】すなわち、オゾンレス石英ガラス製の直管
に排気管を取り付け、さらに直管の両端に電極を封装す
る。次に、直管の屈曲予定部を局部的に加熱軟化させて
屈曲した気密容器を得る。その後、気密容器を排気して
から、水銀および希ガスを封入し、排気管を封じ切って
排気チップ部を形成する。最後に、気密容器全体を徐冷
炉に入れて加熱して歪を取り、徐々に冷却して低圧水銀
蒸気放電ランプを得る。このような製造方法の場合に
は、所望の高温にできないので、歪取り工程を設けて
も、歪は十分に除去されない。

【００４６】したがって、たとえ直管状態で排気管を取
り付けるのであったとしても、屈曲部に排気チップを配
設すると、歪により気密容器が破損しやすい。

【００４７】本発明は、排気チップ部を気密容器の直線
部に備えているので、排気管取り付けに伴う歪が発生し
にくい。

【００４８】したがって、気密容器に屈曲部を形成した
後に歪取り工程を介在させなくても、排気管取り付けに
伴う歪による気密容器の破損が著しく低減する。

【００４９】請求項５の発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプは、請求項１ないし４のいずれか一記載
の紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、気
密容器の両端部を一体に支持する耐紫外線性の口金体を
具備していることを特徴としている。

【００５０】本発明において、気密容器の両端は、片側
に集中するように配置される。

【００５１】気密容器の両端部を口金体に支持させるた
めに、気密容器の両端のシール部を口金体に装着するこ
とにより、紫外線発光部の一部が口金体によって遮蔽さ
れて有効紫外線量が減少するようなことがなくなる。特
に気密容器をオゾンレス石英ガラスで製作して両端にピ
ンチシール部を形成する場合に、当該ピンチシール部の
一部を口金体内に挿入させて気密容器を支持するように
すれば、甚だ効果的である。

【００５２】必要に応じて口金体と気密容器の両端部と
の間をシールする場合には、たとえばシリコーン樹脂で
両者を接着すればよい。

【００５３】口金体は、電極への配線の支持のために機
能するとともに、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ラン
プを支持するためにも機能させることができる。

【００５４】また、保護管を備えた低圧水銀蒸気放電ラ
ンプユニットを構成する場合に、口金体を保護管を液密
にシールして装着するのに役立てることができる。

【００５５】口金体として用いるのに適した耐紫外線性
の材料としては、たとえばフッ素樹脂などを用いること
ができる。

【００５６】請求項６の発明の低圧水銀蒸気放電ランプ
ユニットは、請求項５記載の紫外線放射形の低圧水銀蒸
気放電ランプと；低圧水銀蒸気放電ランプを内部に収納
するとともに開口端が口金体にシールされて支持された
普通石英ガラス製の保護管と；保護管の開口端をシール
して支持するホルダと；ホルダに配設された低圧水銀蒸
気放電ランプの点灯装置と；を具備していることを特徴
としている。

【００５７】保護管を口金体にシールして支持する具体
的手段は、限定されないが、たとえば両者間をシリコー
ン樹脂で接着することができる。

【００５８】同様に保護管とホルダとの間をシールする
には、水密性で非気密性の安価なパッキングまたは接着
などのシール手段を用いることができる。

【００５９】ホルダは、たとえば低圧水銀蒸気放電ラン
プユニットを流体殺菌装置などへ装着する場合の取付部
として利用することができる。

【００６０】点灯装置としては、コアおよびコイルから
なるインダクタを主体とするものでもよいし、高周波イ
ンバータを用いてもよい。高周波インバータを用いるこ
とにより、ランプの発光効率をさらに高めることができ
る。

【００６１】そうして、本発明においては、紫外線放射
形の低圧水銀蒸気放電ランプが普通石英ガラス製の保護
管内にシールされて収納されているので、低圧水銀蒸気
放電ランプユニットをそのまま被処理液体中に浸漬させ
て使用することができる。

【００６２】また、点灯装置をホルダに配設しているの
で、低圧水銀蒸気放電ランプユニットを電源に接続する
だけでランプを点灯することができ、取扱いが容易にな
る。

【００６３】さらに、保護管は上記放電ランプを機械的
に保護するから、たとえ被処理液体中に浸漬しないよう
な使用態様であったとしても、取扱いが容易であるとと
もに、安全である。

【００６４】請求項７の発明の流体殺菌装置は、流体流
入口および流体流出口を備えた流体殺菌装置本体と；流
体殺菌装置本体内にシールされて配設された請求項６記
載の低圧水銀蒸気放電ランプユニットと；を具備してい
ることを特徴としている。

【００６５】本発明において流体とは、液体、気体およ
び粉体などの流動性を備えた物質をいう。

【００６６】流体殺菌装置本体は、その内部を被処理流
体が通流するように構成されている。

【００６７】また、流体殺菌装置本体は、金属、合成樹
脂、セラミックス、ガラスなどの適当な材料で形成する
ことができるが、内面を紫外線反射性にすることによ
り、紫外線を有効に利用して殺菌効率を高くすることが
できる。

【００６８】紫外線反射性にするためには、内面を紫外
線反射率の大きな物質にすればよく、内面に紫外線反射
率の大きな金属を用いるか、内面に当該金属を鍍金する
こともできる。合成樹脂、セラミックスおよびガラスの
ような非金属の場合には、紫外線反射率の大きな金属の
薄板を曲成して内面に配置してもよい。

【００６９】本発明において、流体殺菌装置本体と低圧
水銀蒸気放電ランプユニットとのシールの手段について
は限定されないが、流体に作用する圧力に耐えるととも
に、低圧水銀蒸気放電ランプユニットを着脱可能にする
ことが好ましいことを考慮すれば、パッキングのような
シール手段を用いるのがよい。

【００７０】そうして、本発明においては、被処理流体
が流体流入口から流体殺菌装置本体内に流入して流体流
出口から流出していくまでの間に、低圧放電ランプユニ
ットから放射される紫外線の照射を受けて殺菌される。

【００７１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７２】図１は、本発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプの第１の実施形態を示す正面図である。

【００７３】図２は、同じく側面図である。

【００７４】図３は、同じく要部拡大断面図である。

【００７５】図において、１は気密容器、２は電極、３
は封着金属箔、４は導入線、５は口金体、６はリード
線、７はコネクタである。

【００７６】気密容器１は、透明オゾンレス石英ガラス
からなり、放電空間部１ａ、ピンチシール部１ｂ、排気
チップ部１ｃおよび保護膜１ｄを備えている。

【００７７】放電空間部１ａは、外径６ｍｍ、内部空間
長３００ｍｍの直管をＵ字状に屈曲してなり、全幅１８
ｍｍ、全長１５２ｍｍである。すなわち、２本の直線部
１ａ１、１ａ１および屈曲部１ａ２備えている。

【００７８】ピンチシール部１ｂ、１ｂは、放電空間部
１ａの両端に形成され、偏平面を有している。ピンチシ
ール部１ｂ、１ｂの偏平面は互いに平行に揃えられてい
る。

【００７９】排気チップ部１ｃは、気密容器１の屈曲部
１ａ２の先端から５０ｍｍ離間した直線部１ａ１に形成
されている。

【００８０】保護膜１ｄは、アルミナの微粒子を成膜し
てなるもので、気密容器１の放電空間部１ａの内面の主
要部に形成されている。主要部とは、後述する電極２の
先端部間における放電空間をいう。

【００８１】電極２は、電極主体部２ａおよび電極軸２
ｂからなり、気密容器１内の両端に封装されている。

【００８２】電極主体部２ａは、冷陰極形であり、電極
軸２ｂの先端に２重に巻装されたタングステンのコイル
およびコイルに塗布された電子放射物質から構成されて
いる。

【００８３】電極軸２ｂは、タングステンの棒からな
り、その基端はピンチシール部１ｂに埋設されている。

【００８４】封着金属箔３は、モリブデン箔からなり、
ピンチシール部１ｂ内に気密に埋設されていることによ
り、気密容器１内を気密に維持しながら電極２に電流を
導入するためのものである。そして、封着金属箔３の一
端には電極軸２ｂの基端が溶接され、また封着金属箔３
の他端には、導入線４が溶接されている。

【００８５】気密容器１内には、放電媒体として水銀な
らびに分圧比でネオン９８％およびアルゴン２％からな
る希ガスを９０ｔｏｒｒ封入してある。

【００８６】口金体５は、フッ素樹脂を略円筒状に成形
したもので、下端に一対の気密容器１のピンチシール部
１ｂ、１ｂを受容する長方形の孔を離間して形成してい
る。また、口金体５の上端から導入線４に接続したリー
ド線６が導出している。さらに、口金体５の上端外周に
外径が２５．５ｍｍの係止用の鍔部５ａが形成されてい
る。ピンチシール部１ｂ、１ｂはシリコーン接着剤によ
って口金体５に気密に固着されている。

【００８７】リード線６の他端には、コネクタ７が接続
されている。コネクタ７は図示しない点灯装置に接続さ
れる。

【００８８】そうして、以上説明した紫外線放射形の低
圧水銀蒸気放電ランプは、その全長が１９０ｍｍ、全幅
は口金体５の鍔部５ａの外径である２５．５ｍｍであ
る。

【００８９】また、この放電ランプを点灯装置として高
周波インバータを用いて点灯周波数４０ＫＨｚで点灯し
たところ、ランプ電圧５００Ｖ、ランプ電流２０ｍＡ、
ランプ入力１０Ｗであった。また、紫外線出力は２．５
Ｗであった。

【００９０】図４は、本発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプの第２の実施形態を示す正面図である。

【００９１】図５は、同じく側面図である。

【００９２】図において、図１および図２と同一部分に
は同一符号を付して説明は省略する。

【００９３】本実施形態においては、気密容器１の屈曲
部１ａ２側に口金体５’と同一外形の支持体８を装着し
ている。支持体８には、ねじ孔８ａが形成されている。

【００９４】また、リード線６にはシリコーン樹脂製の
絶縁チューブ６ａが被覆されている。

【００９５】そうして、紫外線放射形の低圧水銀蒸気放
電ランプは、その気密容器の全幅が１８ｍｍ、ランプ全
長は１６３ｍｍ、ランプ全幅は口金体５’の外径である
２１ｍｍである。

【００９６】したがって、本実施形態の場合には、内径
２１ｍｍの保護管に収納することができる。

【００９７】図６は、本発明の紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプの第３の実施形態を示す正面図である。

【００９８】図７は、同じく側面図である。

【００９９】本実施形態は、気密容器１”が４本の直線
部１ａ１”と３個の屈曲部１ａ２”からなる。このた
め、口金体５”も外径が相対的に大きくなるが、図１お
よび図２に示す第１の実施形態の約２倍の放電路長を備
え、ランプ入力２０Ｗで、紫外線出力は５Ｗである。

【０１００】図８は、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプ
ユニットの一実施形態を示す中央断面正面図である。

【０１０１】図において、図１および図２と同一部分に
ついては同一符号を付して説明は省略する。

【０１０２】すなわち、９は紫外線放射形の低圧水銀蒸
気放電ランプ、１０は保護管、１１はホルダ、１２はパ
ッキング、１３は締付リング、１４はＯリング、１５は
カバー、１６は点灯装置である。

【０１０３】保護管１０は、透明普通石英ガラスからな
り、有底筒状をなしている。そして、保護管１０には図
１および図２に示す紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ラ
ンプ９が収納され、保護管１０の開口端１０ａは、口金
体５の外周部に単にシリコーン接着剤によって水密にシ
ールされて固着されている。

【０１０４】ホルダ１１は、アルミニウムダイキャスト
製で、全体として中空状をなし、下端は保護管１０が通
過し得る大きさの下端開口１１ａを形成し、また上端は
後述する締付リング１３が通過し得る大きさの締付用ね
じ孔１１ｂを形成している。そして、ホルダ１１の下端
開口１１ａと締付用ねじ孔１１ｂとは、内部で連通し、
また締付用ねじ孔１１ｂの下部にはテーパ面１１ｃが形
成されている。さらに、ホルダ１１の外周面の下部に
は、周溝１１ｄが形成され、同じく中間部には係止鍔１
１ｅが形成され、上端部には支承鍔１１ｆが形成されて
いる。

【０１０５】パッキング１２は、断面が楔形をなすリン
グ状で、ホルダ１１のテーパ面１１ｃに配置されてい
る。 締付リング１３は、下部内面に周段部１３ａが形
成され、外周面にはねじ溝１３ｂが形成されている。そ
して、締付リング１３は、保護管１０への紫外線放射形
の低圧水銀蒸気放電ランプ９の収納に先立って口金体５
に気密容器１側から装着され、口金体５の鍔部５ａに回
転自在に係止する。その後保護管１０が口金体５に固着
されると、締付リング１３は落下が阻止される。

【０１０６】ホルダ１１のテーパ面１１ｃにパッキング
１２を配置してから、保護管１０をパッキング１３に挿
入し、締付リング１３のをねじ溝１３ｂをホルダ１１の
締付用ねじ孔１１ｂにねじ込む。すると、締付リング１
３の下部がパッキング１２の上端に当接して下方へ押し
付ける。これにより、パッキング１２は、テーパ面に沿
って押し下げられるため、変形して保護管１０およびホ
ルダ１１のテーパ面１１ｃに圧接する。その結果、保護
管１０は、ホルダ１１にシールして取り付けられる。

【０１０７】Ｏリング１４は、ホルダ１１の周溝１１ｄ
に収納されて一部がホルダ１１の周面から外側へ突出し
ている。このＯリング１４は、低圧水銀蒸気放電ランプ
ユニットを殺菌装置本体にシールして装着するときにシ
ール用として機能する。パッキング１２、締付リング１
３は、水密構造である。

【０１０８】カバー１５は、ホルダ１１の支承鍔１１ｆ
にねじ１５ａによって取り付けられて、内部に点灯装置
１６、端子台などの電気部品を収納する。

【０１０９】図９は、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプ
ユニットの一実施形態における高周波インバータを示す
回路図である。

【０１１０】図において、９は紫外線放射形の低圧水銀
蒸気放電ランプ、１７ａ、１７ｂは直流電源端子、１８
ａ、１８ｂは一対のスイッチング手段、１９は出力トラ
ンス、２０はインダクタ、２１は電流ヒューズ、２２は
共振用コンデンサ、２３はバラスト用コンデンサ、２４
は高周波出力端子である。

【０１１１】正極側の直流電源端子１７ａは、電流ヒュ
ーズ２１およびインダクタ２０を直列に介して出力トラ
ンス１９の１次巻線１９Pの中点に接続している。

【０１１２】負極側の直流電源端子１７ｂは、一対のス
イッチング手段１８ａ、１８ｂを介してそれぞれ出力ト
ランス１９の１次巻線１９Pの両端に接続している。

【０１１３】スイッチング手段１８ａ、１８ｂとしてト
ランジスタが用いられ、その制御極すなわちベースは、
それぞれ始動用の抵抗器ＲSを介して正極側の直流電源
端子１７ａに接続している。

【０１１４】出力トランス１９の３次巻線１９Tは、ス
イッチング手段１８ａ、１８ｂの制御極に接続してい
る。

【０１１５】共振用コンデンサ２２は、出力トランス１
９の１次巻線１９Pの両端に接続している。

【０１１６】出力トランス１９の２次巻線１９Sの両端
はバラスト用コンデンサ２３を直列に介して高周波出力
端子２４に接続している。また、負極側の直流電源端子
１７ｂおよび出力トランス１９の２次巻線１９Sの一端
は導電的に接続している。

【０１１７】以上説明した高周波インバータは、いわゆ
る並列インバータを構成しており、スイッチング手段１
８ａ、１８ｂが交互にオン、オフすることにより、高周
波出力端子２４間に、正弦波の高周波交流電圧を得るこ
とができる。

【０１１８】そうして、高周波電圧がバラスト用コンデ
ンサ２３を介して紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ラン
プ９の電極２、２間に印加されるので、当該ランプ９は
高周波点灯して紫外線を発生する。

【０１１９】図１０は、本発明の流体殺菌装置の一実施
形態を示す一部正面断面図である。

【０１２０】図において、図８と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１２１】２５は流体殺菌装置本体、２６は低圧水銀
蒸気放電ランプユニットである。

【０１２２】流体殺菌装置本体２５は、合成樹脂を成形
して製作したもので、筒状部２５ａ、流体流入口２５
ｂ、流体流出口２５ｃおよび紫外線反射体２５ｄからな
る。

【０１２３】筒状部２５ａは、下端が底板部２５ａ１に
より閉塞され、上端に開口部２５ａ２が形成されてい
る。

【０１２４】底板部２５ａ１には、保護管１０のガイド
部２５ａ３が内面から突出して形成されている。

【０１２５】流体流入口２５ｂは、筒状部２５ａの下端
近傍に配設されている。

【０１２６】流体流出口２５ｃは、筒状部２５ａの上端
近傍に配設されている。

【０１２７】そうして、流体殺菌装置本体２５の内部を
被殺菌流体が通流するように構成されている。

【０１２８】紫外線反射体２５ｄは、アルミニウム薄板
を曲成して筒状部２５ａの内面に装着したものである。

【０１２９】低圧水銀蒸気放電ランプユニット２６は、
図８に示したものと同一で、そのホルダ１１の係止鍔１
１ｅが流体殺菌装置本体２５の開口部２５ａ２上に係止
した状態で流体に対してシールして装着されている。そ
のシールは、上記ホルダ１１の周面に装着したＯリング
１４が開口部２５ａ２の内面に圧接することにより行わ
れる。

【０１３０】そうして、流体流入口２５ｂから被殺菌流
体たとえば水が流入し、筒状部２５ａ内を上昇して流体
流出口２５ｃから流出する間に、低圧水銀蒸気放電ラン
プ９から放射される紫外線が保護管１０を通過して流体
を照射することにより、殺菌され、殺菌された流体を流
体流出口２５ｃから得ることができる。紫外線反射体２
５ｄは、入射した紫外線を反射して再び殺菌に利用する
ことができるので、殺菌効率を向上する。

【０１３１】

【発明の効果】請求項１ないし５の各発明によれば、コ
ンパクトサイズでありながら、紫外線出力を増大したオ
ゾンの発生がない紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ラン
プを提供することができる。

【０１３２】請求項１の発明によれば、加えて外径３〜
１２ｍｍ、全幅３０ｍｍ未満で屈曲した放電路を備えた
紫外線透過材質の気密容器を用いることにより、ランプ
入力を増大させて紫外線出力を高めた紫外線放射形の低
圧水銀蒸気放電ランプを提供することができる。

【０１３３】請求項２の発明によれば、加えてオゾンレ
ス石英ガラス製の気密容器の両端に形成した一対のピン
チシール部の偏平面をほぼ平行に揃えることにより、全
幅を最小限にできるために、コンパクトなサイズにした
紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプを提供すること
ができる。

【０１３４】請求項３の発明によれば、加えて内径２〜
１０ｍｍのオゾンレス石英ガラス製の気密容器の内面に
保護膜を形成するとともに、ネオン５０％以上を含む希
ガスを封入したことにより、発光効率が高くて、しかも
水銀イオンの叩き込みによる水銀の消耗が少ない紫外線
放射形の低圧水銀蒸気放電ランプを提供することができ
る。

【０１３５】請求項４の発明によれば、加えて直線部に
排気チップを配設していることにより、歪による気密容
器の破損が少ない紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ラン
プを提供することができる。

【０１３６】請求項５の発明によれば、加えて気密容器
の両端部を一体に支持する耐紫外線性の口金体を具備し
たことにより、ランプの電極への配線の支持およびラン
プの支持が容易になるばかりでなく、安価な普通石英ガ
ラス製の保護管を簡易に水密にシールして装着した安価
で簡単な構造の低圧水銀蒸気放電ランプユニットを構成
する紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプを提供する
ことができる。

【０１３７】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する低圧水銀蒸気放電ランプユニットを提
供することができる。

【０１３８】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する流体殺菌装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線放射形の水銀蒸気放電ランプの
第１の実施形態を示す正面図

【図２】同じく側面図

【図３】同じく要部拡大断面図

【図４】本発明の紫外線放射形の水銀蒸気放電ランプの
第２の実施形態を示す正面図

【図５】同じく側面図

【図６】本発明の紫外線放射形の水銀蒸気放電ランプの
第３の実施形態を示す正面図

【図７】同じく側面図

【図８】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプユニットの一
実施形態を示す中央断面正面図

【図９】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプユニットの一
実施形態における高周波インバータを示す回路図

【図１０】本発明の流体殺菌装置の一実施形態を示す一
部正面断面図

【符号の説明】

１…気密容器 １ａ…放電空間部 １ａ１…直線部 １ａ２…屈曲部 １ｂ…ピンチシール部 １ｃ…排気チップ部 ２…電極 ２ａ…電極主体部 ２ｂ…電極軸 ５…口金体 ６…リード線 ７…コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 41/00 Ｈ０５Ｂ 41/00 Ｙ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】屈曲部および直線部を含んでいて内部に屈
   曲した放電路を形成し得る外径３〜１２ｍｍ、全幅が３
   ０ｍｍ未満のオゾンレス石英ガラス製の気密容器と；気
   密容器内の両端に封装された一対の電極と；気密容器内
   に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体と；を具
   備していることを特徴とする紫外線放射形の低圧水銀蒸
   気放電ランプ。
2. 【請求項２】屈曲部および直線部を含んでいて内部に屈
   曲した放電路を形成し得るとともに両端に偏平面がほぼ
   平行に揃えられた一対のピンチシール部を備えたオゾン
   レス石英ガラス製の気密容器と；気密容器内の両端にピ
   ンチシール部を介して封装された一対の電極と；気密容
   器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体と；
   を具備していることを特徴とする紫外線放射形の低圧水
   銀蒸気放電ランプ。
3. 【請求項３】屈曲部および直線部を含んでいて内部に屈
   曲した放電路を形成し得るとともに両端に一対のピンチ
   シール部を備え、かつ内面に金属酸化物微粒子からなる
   保護膜を形成した内径２〜１０ｍｍのオゾンレス石英ガ
   ラス製の気密容器と；気密容器内の両端にピンチシール
   部を介して封装された一対の電極と；気密容器内に封入
   された水銀およびネオンが５０％以上の希ガスを含む放
   電媒体と；を具備していることを特徴とする紫外線放射
   形の低圧水銀蒸気放電ランプ。
4. 【請求項４】直線部に配設された排気チップ部を備えて
   いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記
   載の紫外線放射形の低圧水銀蒸気放電ランプ。
5. 【請求項５】気密容器の両端部を一体に支持する耐紫外
   線性の口金体を具備していることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれか一記載の紫外線放射形の低圧水銀蒸
   気放電ランプ。
6. 【請求項６】請求項５記載の紫外線放射形の低圧水銀蒸
   気放電ランプと；低圧水銀蒸気放電ランプを内部に酸素
   を含む気体とともに収納するとともに開口端が口金体に
   シールされて支持された普通石英ガラス製の保護管と；
   保護管の開口端を水密であって非気密にシールして支持
   するホルダと；ホルダに配設された低圧水銀蒸気放電ラ
   ンプの点灯装置と；を具備していることを特徴とする低
   圧水銀蒸気放電ランプユニット。
7. 【請求項７】流体流入口および流体流出口を備えた流体
   殺菌装置本体と；流体殺菌装置本体内に水密であって非
   気密にシールされて配設された請求項６記載の低圧水銀
   蒸気放電ランプユニットと；を具備していることを特徴
   とする流体殺菌装置。