JPS62271340A - 低圧水銀灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［発明のぷする技術分野］ 本発明は、半導体製造用純水の製造に用いられろ水処理
装置あるいは清涼飲料水の製造及びその容器の清浄用水
等の殺菌に用いられる低圧水銀灯の改良に関する。

〔従来技術とその問題点コ 近年、処理水の殺菌あるいは紫外線による被処理水の有
機物分解を行なう水処理装置に用いる紫外線照射用光源
として、従来の高圧水銀灯に変え、放射効率のよい短波
長（例えば、２５４２４８．２４０，２３６，２３０，
１９４，１８５ｎｍ等）の紫外線を放。　　射する低圧
水銀灯を用いることが提案されている。

従来、被処理水等の液体の殺菌を行なう場合、液体に紫
外線を照射するために第１図に示すような内照式と称す
る装置が用いられている。

同図において、１は直管形の石英ガラスよりなる低圧水
銀灯であり１両端には電極３ａ、３ｂが封着され、内部
には水銀及び希ガスが封入されている。そして、この低
圧水銀灯は水処理装置本体（図示せず）内に装着される
。−例として、第１図に示すように、内部に水等の被処
理水６を＠環させる紫外線透過性の面体５内に装着され
る。

ところが、前記純水製造等の高速化あるいは高能力化の
必要性から、従来の電極間距離１印当り０．７Ｗ程度の
ものより、より高出力形の低圧水銀灯を用いることが要
求されてきた。

かかる高出力化した低圧水銀灯の一例として５第１図に
示すように高出力化に伴う冷却手段として、紫外線透過
性の筒体５に直接低圧水銀灯を接触させて冷却するよう
に構成した低圧水銀灯が提案されている。

しかしながら、このような構成の水処理装にでは、低圧
水銀灯に早期に発光ムラや低圧水銀灯の管壁の黒化が発
生しやすいことがことが判明した。

この発光ムラは次のようにして生じるものと考えられる
。

すなわち、低圧水銀灯を点灯すると管内における初期の
水銀の状態に起因し、水銀が存在している部分において
は水銀の発光が大きい反面、水銀が存在していない部分
では希ガスのみの放電となり全体として発光ムラが生じ
るものである。このことより発光ムラは当初に管内に水
銀を均一に分布させておけば生じないものと思われるが
、直管形の低圧水銀灯１と管状の筒体５とを水銀灯の発
光郡全体しこわたって面ないし線接触させることは困難
であり１点接触及び接触点の制御が不可能となってしま
う。その結果、点灯中点接触している部分例えば０点が
最冷点となるためにそこに水銀が凝縮してしまう。

そして、接触している部分の水銀の発光が大きい反面、
接触している部分から離九るにしたがって希ガスのみの
放電となり発光ムラが生じる原因となる。

また、管壁の黒化は電極周辺部付近に水銀が存在しない
ことによって生じる。すなわち、かかる場合電極周辺部
分における放電は希ガスのみの放電となり、その結果電
極物質が激しく飛散して管壁に付着するのである。この
現象が進むと放電灯の始動電圧が上昇し遂には点灯不能
となる。このことはいずれかの電極のうち一方の電極に
飛散が発生しても同様の結果となる。

［発明の目的コ 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので点灯期間を通
じて発光管全体にわたって発光ムラが少なくかつ発光管
壁の黒化ひいては紫外線出力の低下が少ない高出力形の
低圧水銀灯を提供することを目的とする。

［発明の構成及び作用］ 以下１本発明に係る高出力形の低圧水銀灯の一実施例を
従来例と比較しながら説明する。

第１図は従来例の一部縦断側面図であり、同図において
２は紫外線を放射する低圧水銀灯１の発光管であって、
両端に電極３ａ＋　３ｂを封着するとともに内部に適量
の水銀４及び希ガスが封入されである。この発光管は、
石英ガラス等の紫外線透過性の筒体５の内面に接触する
ように設置されている。６は筒体５の外周に循環しであ
る被処理水である。

かかる低圧水銀灯においては発光管に封入する水銀は図
示のように発光管中に偏在している。

このような低圧水銀灯を点灯した場合、発光管のうち水
銀が偏在しているＡ部ではｌＸ１Ｏ”〜ｌ　Ｘ　Ｉ　Ｏ
３ｔｏｒｒの水銀のもとにおける低圧水銀灯の様相を呈
する。一方Ｂ部においては供給される水銀がないために
希ガスのみを封入した低圧放電灯の様相を呈する。そし
てそのまま点灯していると希ガスのみの低圧放電灯の様
相となっている側の電極３ｂの電極物質の蒸発、飛散が
進行し始動電圧の上昇、発光管のＷ、化そして遂には点
灯不能となってしまう。

又、仮に発光管２内のＢ部に初期より水銀があったとし
ても点灯中に該発光管２と筒体５との接点Ｃ点が最冷部
となるために点灯時間が数百時間後には０点に発光管に
封入した水銀４は移動し、凝縮してしまい上記と同じ結
果となってしまう。

このようにして従来の低圧水銀灯では筒体５と発光管２
を線接触させることは困難なために上述のごとくの電極
物質の蒸発、飛散、発光管壁の黒化、始動電圧の上昇そ
して点灯不能となってしまうのである。

第２図は本発明に係る高出力形の低圧水銀灯の一部縦断
側面図である。該発光管２２は第１図と同様、紫外線透
過性の筒体５の内面に接触するように配置されている。

該発光管２２は直管状に形成され、少なくとも２個所以
上の部分を大径としである。このような形状の発光管を
用いることにより該発光管と紫外線透過性の筒体とは大
径である外径りの部分Ｃ１点及びＣ２点の２点接触とな
る。このことはＣユ及び０２点は同等の温度でありかつ
発光部の外径ｄの部分と比較して低温であるので発光管
に封入された水銀４は点灯期間を通じて発光管全体に拡
散され発光に寄与する水銀を供給できることとなる。

なお、その他第１図と同一部分は同一番号を付す。

そして１本発明においては、以下に記載する実施態様を
とりうる。

まず、発光管の電極間距離１国当りの入力を、３〜１２
Ｗとするのが好ましい。３Ｗ未満であると発光管の温度
が上がらないために本発明に係るような冷却構造をとる
必要はなく、１２Ｗ以上であると発光管と筒体とが接触
している部分においても発光管内面においては低圧水銀
灯における最適な水銀蒸気圧を得ろ温度よりも高温とな
るために前記のような目的に有効な放射が少なくなるた
めである。

次に１発光管の発光長が５００圃以上である低圧水銀灯
の場合本発明の効果が認められる。

なぜなら、発光長が５００ｍｍ以下の場合には発光管と
筒体との接触している部分が１点であっでも十分に水銀
を供給することができるからである。

又、大径部の外径りと小径部の外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）
は１〜４圃とする。１ｍ以下の場合は発光管と筒体との
接触点、Ｃ１点とＣ１点の温度バランスが縦点灯等によ
って多少のずれが生じた場合には、大径部と小径部の温
度差が少ないため大径部から小径部への水銀の拡散が良
くなるために、Ｃ□あるいはＣ２のいずれか低温となっ
た方へ移動が起こり、従来の低圧水銀灯と同様、発光ム
ラ、及び管壁の黒化が生じる。

反対に、４ｍを超えた場合には、第３図に示すように発
光管管軸方向における出力が接触している大径部よりも
極端に下がってしまうからである。また、第４図は発光
管管軸方向の配光の最大値に対する発光管の小径部の出
力を外径差ＣＤ−ｄ）をパラメーターとした出力比であ
る。

第３図及び第４図に示すように、Ｄ−ｄが４ｍを超える
と全体としての出力が減ってしまう。

これは発光管大径部と小径部の管壁の温度差が大きいた
め、水銀蒸気が拡散していかないためと思われる。

更に、発光管の大径部の長さく１２）は５〜３０Ｇ＋１
とするのがよい。５ａ１１未満の場合は十分な冷却効果
が得られず有効な放射は減少してしまい、３０■より長
くした場合には冷却効果は得られるものの点灯期間を通
して水銀の位置コントロールが難しくなり、発光管全体
への水銀蒸気が拡散しなくなる。

そして、少なくとも２個所以上の大径部の間隔（Ｌ）を
発光長の２／３以内とする。

２／３より大きくした場合には大径部の冷却点にある水
銀が冷却点より一番離れた部分まで拡散していかないた
めである。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかな様に本発明によれば、発光長が
５００ｍ＋ｎ以上ある長尺状の低圧水銀灯の場合におい
ても発光管の両端に封着された電極付近に水銀が点灯期
間を通じて存在しうるため、発光ムラ及び発光管管壁の
黒化、それに伴う点灯不能ということがなく、長寿命で
ある。

又、発光管と筒体が接触している部分の出力が上昇する
から全体としての出力が増加することになる等の効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の低圧水銀灯を示す一部縦断側面図、第
２図は、本発明の一実施例を示す一部縦断側面図、第３
図は、低圧水銀灯の管軸方向における照度の相対出力を
示す特性図、第４図は、発光部の外径差（Ｄ−ｄ）をパ
ラメータとしたランプの相対出力を示す特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紫外線を放射する直管状の低圧水銀灯（２１）の周
   囲に紫外線透過性の管状の筒体（５）を設置し、該筒体
   の外周内に液体を通過させて該液体に紫外線を照射する
   水処理装置において、前記低圧水銀灯は、直管状の発光
   部の少なくとも２個所以上を大径とし、該大径部を前記
   筒体に接触させたことを特徴とする低圧水銀灯。 ２、前記低圧水銀灯の電極間距離１ｃｍ当りの入力が３
   〜１２Ｗ／ｃｍである特許請求の範囲第１項記載の低圧
   水銀灯。 ３、前記低圧水銀灯の発光長が５００ｍｍ以上である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の低圧水銀灯。 ４、前記低圧水銀灯の大径部と小径部との外径差（Ｄ−
   ｄ）が１〜４ｍｍである特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれかに記載の低圧水銀灯。 ５、前記低圧水銀灯の大径部の管軸方向の長さ（ｌ）が
   ５〜３０ｃｍである特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれかに記載の低圧水銀灯。 ６、前記低圧水銀灯の少なくとも２個所以上の大径部の
   管軸方向の間隔（Ｌ）が発光長の２／３以内である特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の低圧水
   銀灯。