JPS6353853A - 高出力紫外放射装置 - Google Patents
高出力紫外放射装置Info
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Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
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。
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、紫外放射装置に係り、特に高出力の紫外放射
に好適な放射装置に関する。
に好適な放射装置に関する。
従来の水銀原子による紫外放射装置は、放射波長が水銀
の励起による２５４ｎｍ、１８５ｎｍが主体であった。
の励起による２５４ｎｍ、１８５ｎｍが主体であった。
そして、高出力にともない放射源の最冷点温度が上昇す
るのに対する水銀蒸気圧の最適化の為に、例えば特開昭
５８−１８８５９号公報等に記載の９０＜、水銀全イン
ジウ等のアマルガムの形で封入していたが、この場合、
温度上昇が−定であるとい５前提であり、使用条件によ
る周囲からの熱影響の変化に対しては、水銀蒸気圧の最
適値からずれる場合が多く、汎用性に欠ける点があった
。
るのに対する水銀蒸気圧の最適化の為に、例えば特開昭
５８−１８８５９号公報等に記載の９０＜、水銀全イン
ジウ等のアマルガムの形で封入していたが、この場合、
温度上昇が−定であるとい５前提であり、使用条件によ
る周囲からの熱影響の変化に対しては、水銀蒸気圧の最
適値からずれる場合が多く、汎用性に欠ける点があった
。
さらに、高出力化の為に入力をアップするような場合に
対する最適水銀蒸気圧の制御に対する手段が講じられて
いなかった。
対する最適水銀蒸気圧の制御に対する手段が講じられて
いなかった。
従来方法のアマルガム封入形では、アマルガムの組成比
のバラツキにより、個々の最適水銀蒸気圧を与えるは度
にバラツキが生じる。また、高量化のために入力を変え
ていった場合には、さらに最適な水銀蒸気圧を与える温
度から大幅にずれることが起り、常に効果的に最適水銀
蒸気圧を保持する点についての配慮がなされておらず、
最高の紫外放射が得にくい問題があった。
のバラツキにより、個々の最適水銀蒸気圧を与えるは度
にバラツキが生じる。また、高量化のために入力を変え
ていった場合には、さらに最適な水銀蒸気圧を与える温
度から大幅にずれることが起り、常に効果的に最適水銀
蒸気圧を保持する点についての配慮がなされておらず、
最高の紫外放射が得にくい問題があった。
本発明の目的は、低圧水銀放電灯にあって特に高出力化
を行うことにより＋１８５ｎｍ、２５４ｎｍの出力を向
上させる他に、電流密度を高くすることにより、水銀の
イオンによる発光１９４ｎｍの出力ｆ４７ｏさぜ、エネ
ルギーの高い短波長成分の２５４ｎｍに対する１８５ｎ
ｍと１０００ｍとの成分比を含み３０％程度まで高める
放射源における水銀蒸気圧の効果的な強制コントロール
手段を備えた高出力紫外放射装置を提供することにある
。
を行うことにより＋１８５ｎｍ、２５４ｎｍの出力を向
上させる他に、電流密度を高くすることにより、水銀の
イオンによる発光１９４ｎｍの出力ｆ４７ｏさぜ、エネ
ルギーの高い短波長成分の２５４ｎｍに対する１８５ｎ
ｍと１０００ｍとの成分比を含み３０％程度まで高める
放射源における水銀蒸気圧の効果的な強制コントロール
手段を備えた高出力紫外放射装置を提供することにある
。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕１８５ｎｍの
他にこ几に近い水銀イオンスペクトルの１９４ ｎｍを
放射するには、放電管に高入力が必要である。−万全紫
外放射を最高に放射するには、水銀蒸気圧を最適値に常
に制御する必要がある。ところが、紫外放射源の用途は
多面に渡り、これｔｌつた紫外線処理装置は、多種多様
であり、放射源の最冷点の温度は、装置によっても変わ
り、またｙｉ！Ｊｌ理条件の変化によっても変わる。
他にこ几に近い水銀イオンスペクトルの１９４ ｎｍを
放射するには、放電管に高入力が必要である。−万全紫
外放射を最高に放射するには、水銀蒸気圧を最適値に常
に制御する必要がある。ところが、紫外放射源の用途は
多面に渡り、これｔｌつた紫外線処理装置は、多種多様
であり、放射源の最冷点の温度は、装置によっても変わ
り、またｙｉ！Ｊｌ理条件の変化によっても変わる。
さらに、効率のよｑ）処理スケジュールの為に、放射源
への入力を変えることも必要となることがある。放射源
の最冷点の温度がこのように、放射源単体以外の装置や
処理スケジュール、処理属の温度条件等放射源からみれ
ば外的要因によって常に変化しうる状態にある。最適水
銀蒸気圧の温度範囲を低い方へ、或いは高い方へずらす
ために、水銀を他の金属との化合物（通常アマルガム）
の形で封入することは知られているが、これとても、あ
る一定の温度領域でしか最適化できない為に。
への入力を変えることも必要となることがある。放射源
の最冷点の温度がこのように、放射源単体以外の装置や
処理スケジュール、処理属の温度条件等放射源からみれ
ば外的要因によって常に変化しうる状態にある。最適水
銀蒸気圧の温度範囲を低い方へ、或いは高い方へずらす
ために、水銀を他の金属との化合物（通常アマルガム）
の形で封入することは知られているが、これとても、あ
る一定の温度領域でしか最適化できない為に。
放射源自体の自由度は、結果的ＶＣ１つしかない。
そこで種々検討した結果、最適水銀蒸気圧となるように
するために、積極的にかつ効果的に外部からコントロー
ルするに適した放射装置とすることが、最も原理的でか
つ精度の高いものであることが判った。つまり、特Ｋ、
放射源への入力を増して、２５４Ｈｍや１８５ｎｍの他
にイオンスペクトル１９４ｎｍｉも放射しようとするに
は、放電電流を大きくしなければならず、これによる管
端電極部での電力損失が大きくなり、最冷点である管端
部の温度は上昇してしまう。一方、最高の紫外放射効率
を得るためには、水銀の蒸気圧は６×１０−３ｒｍ ／
−ｌ、 ＠後の低圧て正確に保持しなければ〆 ならない。
するために、積極的にかつ効果的に外部からコントロー
ルするに適した放射装置とすることが、最も原理的でか
つ精度の高いものであることが判った。つまり、特Ｋ、
放射源への入力を増して、２５４Ｈｍや１８５ｎｍの他
にイオンスペクトル１９４ｎｍｉも放射しようとするに
は、放電電流を大きくしなければならず、これによる管
端電極部での電力損失が大きくなり、最冷点である管端
部の温度は上昇してしまう。一方、最高の紫外放射効率
を得るためには、水銀の蒸気圧は６×１０−３ｒｍ ／
−ｌ、 ＠後の低圧て正確に保持しなければ〆 ならない。
本発明者らは、この為に、封入物は、希ガスの他に水銀
は水銀のみで封入し、水銀の蒸気圧の制御は、外部から
積極的に効果的に行う為に、放射源の最冷点を一ケ所に
集め、温度センサーを配投し、該最冷部を含む管端部を
熱伝導の良い金属で覆い、これを冷却板に固定し、該冷
却板を水冷。
は水銀のみで封入し、水銀の蒸気圧の制御は、外部から
積極的に効果的に行う為に、放射源の最冷点を一ケ所に
集め、温度センサーを配投し、該最冷部を含む管端部を
熱伝導の良い金属で覆い、これを冷却板に固定し、該冷
却板を水冷。
空冷或いは電子冷却（−ベルチェ効果）等の手段で冷却
し、この冷却動作が、前記温度センサーの出力と連動す
ることが最も効果的であるという結論に至った。
し、この冷却動作が、前記温度センサーの出力と連動す
ることが最も効果的であるという結論に至った。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明するつ波長
１８５ｎｍでの透過率が８５チ以上の硝子製容器１０両
端の、フィラメント２をマウントしたステム３を含む太
径の管端部４，４′は同一方向側に集めてあり、該大径
の管端部４，４′のフィラメント２より端側！ｉ、金属
よりなる矩形ブロック５に収納固定されている。それぞ
ｎのステムには、２本の導入線が気密に埋め込まれてお
り。
１８５ｎｍでの透過率が８５チ以上の硝子製容器１０両
端の、フィラメント２をマウントしたステム３を含む太
径の管端部４，４′は同一方向側に集めてあり、該大径
の管端部４，４′のフィラメント２より端側！ｉ、金属
よりなる矩形ブロック５に収納固定されている。それぞ
ｎのステムには、２本の導入線が気密に埋め込まれてお
り。
容器側には、それぞれフィラメントがマウントされてお
り、外部には電力供給７ａ８に接続されている。
り、外部には電力供給７ａ８に接続されている。
放１！容器１内には、予め加熱脱ガスしたのち、水銀の
他に、始動ガスとして、アルゴン又はアルゴンとネオン
の混合ガス等希ガスが一種類又は数種類封入しである。
他に、始動ガスとして、アルゴン又はアルゴンとネオン
の混合ガス等希ガスが一種類又は数種類封入しである。
放電容器１の太径の管端部４又は４′のいずれか一方に
は、温度センサー６として熱電対が接着してあり、この
接着部分を含み、管端部４，４′と矩形ブロックとは、
アルミニウム又はジルコニウム等の酸化物を主成分とす
るセメント７により接着固定しである。
は、温度センサー６として熱電対が接着してあり、この
接着部分を含み、管端部４，４′と矩形ブロックとは、
アルミニウム又はジルコニウム等の酸化物を主成分とす
るセメント７により接着固定しである。
本紫外放射源は、心力供給線８に安定器を接続し１両フ
ィラメント間に高電圧を印加して、放電容器内で放電さ
せる。フィラメントには、電子の放射をよくするために
、通常、バリウム、カルシウ、ストロンチウムの酸化物
が塗着しであるため能率よく電子が放出される。この電
子は、放１屯極間に印加された電圧により加速てれて、
容器内の水銀原子と衝突し、水銀原子を励起して５共鳴
線１８５ｎｍ、２５４ｎｍなどのスペクトルを発光する
とともに、放電電流を多くすると水銀原子が１！離され
て、水銀イオンによる波長１９４ｎｍのスペクトルテも
発光する。これらのスペクトルは、この波長域での光透
過率が８５％以上の容器１の壁ｋ ｒｍして外部に放射
される。
ィラメント間に高電圧を印加して、放電容器内で放電さ
せる。フィラメントには、電子の放射をよくするために
、通常、バリウム、カルシウ、ストロンチウムの酸化物
が塗着しであるため能率よく電子が放出される。この電
子は、放１屯極間に印加された電圧により加速てれて、
容器内の水銀原子と衝突し、水銀原子を励起して５共鳴
線１８５ｎｍ、２５４ｎｍなどのスペクトルを発光する
とともに、放電電流を多くすると水銀原子が１！離され
て、水銀イオンによる波長１９４ｎｍのスペクトルテも
発光する。これらのスペクトルは、この波長域での光透
過率が８５％以上の容器１の壁ｋ ｒｍして外部に放射
される。
このうちとくに、１８５ｎｍ、２５４ｎｍの発光の強さ
は、容器内の水銀の密度すなわち蒸気圧によって左右さ
れる。容器ＩＱよ閉じられた系であり、封入しである水
銀ｆは余剰であるため、水銀の蒸気圧は、容器１の一部
の最冷点の温度で決壕る。本発明の構造の放射源では、
矩形ブロック５内に収納されている大径の管端部４，４
′に、その最冷点がある。
は、容器内の水銀の密度すなわち蒸気圧によって左右さ
れる。容器ＩＱよ閉じられた系であり、封入しである水
銀ｆは余剰であるため、水銀の蒸気圧は、容器１の一部
の最冷点の温度で決壕る。本発明の構造の放射源では、
矩形ブロック５内に収納されている大径の管端部４，４
′に、その最冷点がある。
したがって、本放射源の水銀蒸気圧全制御して系外線１
８５ｎｍや２５４ｎｍの強度を最高の値に保持するには
、前記大径の管端部４に接着された温度センサー６によ
る出力と連動させて、外部より、矩形ブロック５全冷却
或いは加熱することにより、最冷点の温度を最適値に一
定にする必要がある。該矩形ブロック５は、固定板９に
１ケないし複ａｆｌｆｆｉ固定されて使用される。固定
板９には水を通すバイブ１２が接着されるが、水を通す
穴が開けら几るかしてあり、外部より水を供給し、この
供給の途中に電動弁１０が取りつけである。
８５ｎｍや２５４ｎｍの強度を最高の値に保持するには
、前記大径の管端部４に接着された温度センサー６によ
る出力と連動させて、外部より、矩形ブロック５全冷却
或いは加熱することにより、最冷点の温度を最適値に一
定にする必要がある。該矩形ブロック５は、固定板９に
１ケないし複ａｆｌｆｆｉ固定されて使用される。固定
板９には水を通すバイブ１２が接着されるが、水を通す
穴が開けら几るかしてあり、外部より水を供給し、この
供給の途中に電動弁１０が取りつけである。
或いは、固定板９には、ペルチェ効果を利用した電子冷
却床１５を密着させこｎへの電力供給源１１が用意され
る。
却床１５を密着させこｎへの電力供給源１１が用意され
る。
前述の温度センサー６からの出力をこれら電動弁１０と
連動させ水量を調整するか、供給電源１１と連動させ電
力を調整することによって、非線に精度よく、最冷点の
＠度を一定に保持することがでさることを確認した。こ
の場合の最」温度は４０〜４５Ｃである。いず几の温度
制御も、指定温度の±ＩＣ程度に保持が可能であり、常
に最大の紫外線出力を保持することが可能である。
連動させ水量を調整するか、供給電源１１と連動させ電
力を調整することによって、非線に精度よく、最冷点の
＠度を一定に保持することがでさることを確認した。こ
の場合の最」温度は４０〜４５Ｃである。いず几の温度
制御も、指定温度の±ＩＣ程度に保持が可能であり、常
に最大の紫外線出力を保持することが可能である。
特に、放電電流全増加し、水銀イオンによる発光波長１
９４ｎｍの強度をも増加させようとする場合にｉ、ｘｉ
の増加によるフィラメント部での電力の消費（陰極損失
大）が大きく、この熱が管端部の最冷点の温度を上昇さ
せてしまい、波長１８５ｎｍや２５４ｎｍなどの紫外放
射の低下をまねくので、最冷点の温度を最適値に保持し
、これらの波長の放射低下を防ぐのに前述の方法が極め
て効果的に働く。
９４ｎｍの強度をも増加させようとする場合にｉ、ｘｉ
の増加によるフィラメント部での電力の消費（陰極損失
大）が大きく、この熱が管端部の最冷点の温度を上昇さ
せてしまい、波長１８５ｎｍや２５４ｎｍなどの紫外放
射の低下をまねくので、最冷点の温度を最適値に保持し
、これらの波長の放射低下を防ぐのに前述の方法が極め
て効果的に働く。
たとえば、放電空間の断面積（Ｃ１ｎ２）当りの電流を
５Ａ程度と多くした場合には、波長１９４ｎｍの発光は
、２５４ｎｍに対して約５チ程度発光し、近い波長の１
８５ｎｍと合わせると、高エネルギ一部分の波長の発光
が、２５４ｎｍに対して約３０チとなり、紫外放射利用
の面で非常に有効となる。
５Ａ程度と多くした場合には、波長１９４ｎｍの発光は
、２５４ｎｍに対して約５チ程度発光し、近い波長の１
８５ｎｍと合わせると、高エネルギ一部分の波長の発光
が、２５４ｎｍに対して約３０チとなり、紫外放射利用
の面で非常に有効となる。
もし、最冷点の温度制碑がなされないときには最冷点の
温度は６０〜７０Ｃとなり２５４ｎｍの発光強度は、４
０Ｃのときの５０〜６０％に低下してしまう。
温度は６０〜７０Ｃとなり２５４ｎｍの発光強度は、４
０Ｃのときの５０〜６０％に低下してしまう。
第１図は本発明による高出力紫外放射装置の基本構成図
であって、同図（ａ）は、放射源を説明する概略図、同
図中）はその側面図、同図（Ｃ）は、固定板全水冷する
ときの１例を示す図、同図（ｄ）は、固定板をフィンに
より空冷するときの１例を示す図。 同図（ｅ）は、固定板にベルチェ効果の電子冷却素子を
利用したときの１例を示す図である。 １・・・放電容器、２・・・フィラメント、３・・・ス
テム。 ４．４′・・・太径管端部、５・・・矩形ブロック、６
・・・熱電対、７・・・セメント、８・・・電力供給源
、９・・・固定板、１０・・・電動弁、１１・・・電力
供給電源、１２・・・バイア’、１３・・・フィン、１
４・・・ファン、１５・−・電子冷却素子。
であって、同図（ａ）は、放射源を説明する概略図、同
図中）はその側面図、同図（Ｃ）は、固定板全水冷する
ときの１例を示す図、同図（ｄ）は、固定板をフィンに
より空冷するときの１例を示す図。 同図（ｅ）は、固定板にベルチェ効果の電子冷却素子を
利用したときの１例を示す図である。 １・・・放電容器、２・・・フィラメント、３・・・ス
テム。 ４．４′・・・太径管端部、５・・・矩形ブロック、６
・・・熱電対、７・・・セメント、８・・・電力供給源
、９・・・固定板、１０・・・電動弁、１１・・・電力
供給電源、１２・・・バイア’、１３・・・フィン、１
４・・・ファン、１５・−・電子冷却素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、紫外放射原子として、水銀原子を使用し、少なくと
も放射波長に１８５、１９４、２５４ｎｍを含み、かつ
これらを８５％以上透過する容器内での放電によつて上
記放射波長を得るものであつて、上記放電容器の両端が
一方向に集められ、上記両端部を熱伝導率の良い金属か
らなる矩形のブロック内に温度センサーとともに収納し
、上記矩形ブロックを温度制御可能な固定板に保持して
なることを特徴とする高出力紫外放射装置。 ２、上記固定板が冷却水を流すための導管と上記冷却水
の流量を制御するための弁とを有し、かつ、上記弁の動
作が上記温度センサーの出力と連動していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の高出力紫外放射装置
。 ３、上記固定板が冷却フィンと上記冷却フィンに送風す
るファンとを有し、上記ファンの動作が上記温度センサ
ーの出力と連動していることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の高出力紫外放射装置。 ４、上記固定板が電子冷却素子を有し、かつ上記素子の
動作が上記温度センサーの出力と連動していることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の高出力紫外放射装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19713386A JPH07118300B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高出力紫外放射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19713386A JPH07118300B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高出力紫外放射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353853A true JPS6353853A (ja) | 1988-03-08 |
| JPH07118300B2 JPH07118300B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=16369300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19713386A Expired - Lifetime JPH07118300B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高出力紫外放射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118300B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0218857A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-23 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 蛍光ランプ装置 |
| JP2005532667A (ja) * | 2002-07-11 | 2005-10-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 冷却手段を有する放電ランプ |
| JP2008071680A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線照射装置 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP19713386A patent/JPH07118300B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0218857A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-23 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 蛍光ランプ装置 |
| JP2005532667A (ja) * | 2002-07-11 | 2005-10-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 冷却手段を有する放電ランプ |
| JP2008071680A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線照射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118300B2 (ja) | 1995-12-18 |
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