JPS63266759A - 水冷式低圧水銀灯 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、食品又はその包装容器等の表面殺菌あるいは
半導体素子等の超精密洗浄等に使用される水冷式低圧水
銀灯の改良に関する。

［従来技術とその問題点］ 従来、食品の包装容器等の表面殺菌用放電ランプとして
、波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線を放射する低
圧水銀ランプが用いられている。このランプの発光管両
端電極間圧＃１１ａ１当りのランプ入力は小さく１例え
ば日本工業規格（Ｊ　Ｉ　Ｓ）に規定される０Ｌ−１５
の入力は約０．４ｗ／ａｍであり、その紫外線放射出力
は２〜３　ｍ　ｗ　／　ｄ程度の低いものであった。

最近、低圧水銀ランプによる被処理物の多量殺菌や高速
洗浄処理等の必要性から当該ランプの高出力化が求めら
れている。

しかし；前記した従来の低圧水銀ランプの入力を単に増
しただけではランプの発光管管壁温度が高温となり管内
の水銀蒸気圧が高くなる結果、紫外線出力が第４図曲線
Ａに示すように低下してしまうという欠点があった。

そこで、この高出力化の要求に応じ１例えば、実開昭５
９−４９３５２号公報や特開昭６０−７９６６３号公報
に記載されているような高出力形の低圧水銀灯が提案さ
れている。

かかる低圧水ｉ灯はランプ人力５　ｗ　／　ａｍ程度で
。

高い紫外線出力を得ることができる反面１次のような、
問題点があった。

すなわち、かかるランプは何れのものも発光管の最冷部
温度を４０℃程度に設定することにより高い紫外線出力
を得ているが、実開昭５９−４９３５２号公報に記載さ
れたランプでは第２図に示すように、電極周辺部より離
れた端部の管壁の外面である位置エネルギー準位の最下
部を冷却しており、電極周辺部が冷却部より外れている
ため、電極自体は高電流に耐えるように特別な工夫を要
する。又、特開昭６０−７９６６３号公報に記載された
ランプでは第３図に示すように１発光管の外面を３０〜
５０℃の冷却水（温水）で冷却することにより、電極周
辺部外面は相対的に冷却されるので電極自体は高電流に
対して構造が簡単で、かつ小形に設計されているが、冷
却水としては紫外線を良好に透過する純水を使用しなけ
ればならず、又、水温を３０℃〜５０℃に設定するため
特殊な温度制御装置等を別途設ける必要がある。

［発明の目的］ 本発明は前記の点に鑑みてなされ、比較的簡単な構成で
高い紫外線出力を得ることができる水冷式低圧水銀灯を
接続するものであり、ランプの電極構造に何らの工夫も
必要とせず、又。

冷却水として水道水等を直接使用することができる高出
力形の水冷式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］ 以下本発明に係る一実施例を第１図に基づき説明する。

図中１は、紫外線を放射する低圧水銀ランプであり、高
純度石英ガラス又は合成石英ガラスからなる発光管２の
両端に電極３，３を封着すると共に、管内には所定量の
水銀又はアルゴンガス等の希ガスが封入しである。又こ
のランプの両端電極周辺部外面には冷却装置４，４が設
置しである。この冷却装置は、金属性筐体内に耐熱性材
料１例えばアルミナ、シリカを主成分とした材料を充填
した冷却用媒体５．５を介し、該媒体を冷却するための
冷却ブロック６．６−よりなる、又、冷却ブロックは一
端に冷却水７の注入口８を他端に排出口９を形成してい
る。そしてランプ点灯中、水温１０〜２０℃の水道水あ
るいは井戸水等の冷却水をポンプ等を介し。

前記注入口より注入し、前記発光管電極周辺部外面を冷
却した後、排出口より排出するようにしである。

このように低圧水銀ランプを冷却用媒体を介し、１０〜
２０℃の冷却水で冷却することにより、低圧水銀ランプ
の管内蒸気圧を一定に保ち、ランプの入力を大きくシ紫
外線出力を高めることができるものである。

なお、第４図曲ｍＢは上記のように構成した水冷式低圧
水銀灯のランプ入力と紫外線放射出力との関係を示すも
のである。この図から明らかなように、本発明に係る低
圧水銀ランプの入力を２〜８ｗ／ｃｓ＋とすることによ
り、従来ランプよりはるかに高い紫外線放射照度を得る
ことができる。

次に、本発明に係る低圧水銀灯においては、冷却装置を
ランプの電極周辺部外面に設置するように構成している
が、ランプの最冷部温度を制御するために第１図に示す
ランプの電極周辺部外面以外に電極を設置した場合、本
発明ランプのように高出力化するためにはより高い電流
に耐え得るようにするため、電極を大型にする必要があ
る。そこで、本発明に係るランプと、従来の大型電極又
は小型電極構造を有するランプの所定時間点灯経過後に
おける紫外線放射出力との関係を第５図に示す。

小型電極構造を有するランプでは、曲線（Ｑ）に示すよ
うに、紫外線出力相対値が１０００時間点灯経過後５０
％以下となりランプ寿命は短い。

これは、゛電極及び電子放射物質の蒸発、飛散により発
光管壁が黒化するためである。又、大型電極構造を有す
るランプでは、曲線（ｂ）に示すように、紫外線出力相
対値が２０００時間点灯経過後６０％程度である。一方
、本発明に係るランプでは、電極周辺部外面に冷却媒体
を設置することにより電極の構造を小型にしても電極か
らの放射熱を冷却媒体に吸収させることにより電極から
の電子放射性物質の飛散や、電極の損耗を抑え管壁の黒
化が減少し曲線（ａ）に示すように、２０００点灯経過
後でも紫外線出力は８０％以上であった。

本発明に係る具体例を次に示す。

管径１８ｍ＋の円筒状石英管よりなる発光管の両端に電
極を電極間距離が８００■となるようｔ；封着し、管内
に１５０■の水銀と１　ｔｏｒｒのアルゴンガスを封入
し、ランプ電力を４００Ｗとし、電極間距離１１当りの
入力を５Ｗ／Ｑｌとした。

この低圧水銀ランプの両端電極周辺部外面のランプ端部
より１０１離間した位置には冷却装置を設置し、該冷却
装置はアルミ金属からなる冷却媒体を用いると共に冷却
ブロックには１５℃の冷却水を流通した。そしてかかる
ランプから放射される紫外線放射照度は１００ｍｗ／ａ
Ｊ、２０００時間点灯後の放射照度は７５ｍｗ／ａＪで
あった。

なお冷却水温度が１０〜２０℃であることは、水道水又
は井戸水等を直接使用することができ、経済的である。

従来例のように冷却水を３０〜５０℃の温水とした場合
、加熱用ヒーター等の加熱手段及び特殊な温度制御装置
等を用いる必要があるが１本発明のように常温の冷却水
では特別な手段を要しない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明に係る水冷式低圧
水銀灯は、比較的簡単な構成により。

紫外線出力の高いランプを得ることができると共に長時
間点灯後のランプの黒化等もなく長寿命のランプを得る
ことができる。

又、冷却装置として特殊な装置を必要とせず、経済的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る水冷式低圧水銀灯を示す一部縦
断側面図、第２図は、従来の低圧水銀灯の側面図、第３
図は、同じ〈従来の水冷式低圧水銀灯を示す一部縦断側
面図、第４図は、従来の低圧水銀ランプと本発明に係る
ランプの単位長当りのランプ入力と紫外線出力との関係
を示す図、第５図は、本発明に係るランプと従来ランプ
の点灯時間経過後の紫外線出力相対値を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱ガラス性の発光管の両端に電極を封着し、内
   部に水銀及び希ガスを封入してなる紫外線を放射する低
   圧水銀ランプの前記電極の周辺部外面に冷却装置を設置
   した水冷式低圧水銀灯において、 前記冷却装置は、耐熱性材料よりなる冷却媒体と該冷却
   媒体を冷却する冷却ブロックよりなり、該冷却ブロック
   に水温１０〜２０℃の冷却水を流通させることを特徴と
   する水冷式低圧水銀灯。
2. （２）低圧水銀ランプの電極間距離１ｃｍ当りのランプ
   入力を２〜８ｗとしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の水冷式低圧水銀灯。