KR20130139301A - 엑시머 램프 - Google Patents

Abstract

조사되는 자외선을 유효하게 이용하여, 광촉매의 처리 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방전 가스로서 크세논 가스를 사용한 경우에도 점등성이 양호한 엑시머 램프를 제공한다. 방전 가스가 기밀로 봉입되는 방전관(2)에 형성된 방전 공간(3)의 적어도 일부가 원통 공간으로 형성됨과 아울러, 그 중심측에 배치되는 중심 전극(4A)과 외주측에 배치되는 주면 전극(4B)을 구비하고, 주면 전극(4B)은 1방향을 따라 연속하는 파형의 기복이 형성된 도전성 메시(14)에 광촉매가 되는 아나타제형 산화티탄(16)을 담지시킨 다공질 광촉매 시트(11)를 권회하고, 그 기복이 방전관(2)의 외측 표면에 선접촉하도록 설치했다.

Description

엑시머 램프{EXCIMER LAMP}

본 발명은 유전체 배리어 방전에 의해 자외선을 조사하는 엑시머 램프에 관한 것으로, 특히, 광촉매 작용에 의해 정화 처리를 행하는 공기 청정기나 정수기에 사용하기 적합한 것이다.

광촉매로서 우수한 기능을 갖는 아나타제형 산화티탄은 공기청정기나 정수기 등에 응용이 기대되고 있고, 자외선을 조사함으로써 광촉매 활성을 보이며, 특히 파장 320nm 이하의 UVB(280∼315nm) 영역에 광촉매 활성의 피크를 갖는다.

이 때문에, 자외선 램프 등에 의해 자외선을 조사하는 것이 행해지고 있지만, 일반의 자외선 램프는 수은을 사용하기 때문에, 환경부하가 크다.

또한 최근에는, 자외선 LED도 개발되고 있지만, 고가일 뿐만 아니라, 충분한 광강도가 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다.

이 때문에, 수은을 사용하지 않고 자외선 발광이 가능한 엑시머 램프가 주목받고 있고, 엑시머 램프의 방전관의 외측에 설치한 투명 전극의 표면에 광촉매층을 적층 형성한 탈취·살균용의 자외선 램프도 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

이것에 의하면, 조사된 자외선이 투명 전극을 투과하여 광촉매층에 조사되기 때문에, 광촉매가 활성화되고, 이것에 접하는 공기를 탈취·살균할 수 있다고 되어 있다.

그렇지만, 투명 전극은 일반적으로 자외광에 대하여 투과율이 낮고, 특히 대표적인 투명 전극인 주석 첨가 산화인듐막(ITO)은 가시광선에 대해서는 투명이어도, 광촉매를 활성화시키는 UVB(280∼315nm) 영역의 자외광에 대해서는 불투명하기 때문에, 투명 전극의 표면에 광촉매를 형성해도, 결코, 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 효과를 얻을 수는 없다.

이 때문에, 자외선 조사용의 엑시머 램프는, 특허문헌 2에 도시하는 바와 같이, 방전관의 양측 대향 위치에 한 쌍의 전극을 설치하고, 전극의 간극으로부터 자외선을 조사시키거나(특허문헌 2: 도 2), 와이어 등을 그물 모양으로 한 메시 전극을 사용하여, 와이어의 간극으로부터 자외선을 조사하도록 하지 않을 수 없어(특허문헌 2: 도 3), 어떻게 해도 전극의 불투명 부분으로 자외선이 차단되기 때문에, 광의 이용효율이 낮다고 하는 문제가 있었다.

일본 특개 2002-150997호 공보 일본 특개 2010-163295호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그래서 본 발명은 조사되는 자외선을 유효하게 이용하여, 광촉매의 처리 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 크세논 가스를 사용한 경우에도 점등성이 우수한 엑시머 램프를 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.

이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 방전 가스가 기밀로 봉입되는 방전관에 형성된 방전 공간을 사이에 끼도록 그 외측에 한 쌍의 전극이 배치되고, 당해 전극 사이에 고주파 전압을 인가함으로서 상기 방전 공간 내에 유전체 배리어 방전을 생기게 하여 자외선을 조사(照射)하는 엑시머 램프에 있어서, 상기 방전 공간의 적어도 일부가 원통 공간으로 형성됨과 아울러, 상기 한 쌍의 전극이 원통 공간의 중심측에 배치되는 중심 전극과 외주측에 배치되는 주면(周面) 전극으로 이루어지고, 당해 주면 전극은 다수의 미세 투과구멍이 형성된 도전성 메시에 광촉매를 담지시킨 다공질 광촉매 시트가 권회되고, 상기 방전관의 외측 표면에 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 중심 전극과 주면 전극 사이에 고주파 전압이 인가되어, 방전 공간으로 유전체 배리어 방전이 발생하고, 방전관의 외주면에 설치되어 있는 주면 전극에 자외선이 조사된다.

주면 전극은, 도전성 메시에 광촉매가 되는 아나타제형 산화티탄을 담지시킨 다공질 광촉매 시트로 이루어지므로, 그 내측에 담지되어 있는 광촉매가 방전관으로부터 조사된 자외선에 의해 여기됨과 아울러, 메시의 미세 투과구멍의 주변에 담지된 광촉매가 당해 투과구멍을 투과하는 자외선에 의해 여기되어, 미세 유로를 투과한 자외선이 그 외측 개구부로 회절현상을 일으키므로 다공질 광촉매 시트의 외측에 담지되어 있는 광촉매도 여기된다.

따라서, 방전관으로부터 조사된 자외선은 주면 전극에 차단되는 것도, 미세 유로를 투과하는 것도, 그 대부분이 주면 전극에 담지된 광촉매를 여기하게 되므로, 광의 이용 효율이 대단히 높고, 게다가, 주면 전극에 담지되어 있는 대부분의 광촉매가 여기된다.

따라서, 본 발명에 따른 엑시머 램프를 물이나 공기 등의 피처리 유체의 유로 중에 배치함으로써, 피처리 유체가 주면 전극의 표면에 접촉할 때에, 자외선 여기된 광촉매에 접촉하여 정화처리된다.

또한 주면 전극의 1방향을 따라 연속하는 파형의 기복을 형성하면, 그 기복이 방전관의 외측 표면에 선접촉하도록 설치되므로, 방전관에 접촉하는 부분과 접촉하지 않는 부분이 형성되어 있지 않은 부분 사이에 간극이 형성된다.

이 경우, 피처리 유체가 그 간극을 유통함으로써도 정화처리되므로, 정화처리 효율이 향상된다.

또한, 주면 전극을 방전관의 외주면에 선접촉시키면, 주면 전극과 중심 전극 사이에 형성되는 전계가 방전관에 선접촉하고 있는 부분에 집중되기 때문에, 절연 파괴를 일으키기 쉽고, 따라서, 방전 가스로서 점등하기 어려운 크세논 가스를 사용하는 경우에도, 큰 전력을 인가하지 않고 점등할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엑시머 램프를 도시하는 관축 방향 단면도.
도 2는 그 외관도.
도 3은 그 관축 직교 단면도.
도 4는 다공질 광촉매 시트의 외관도.
도 5는 다공질 광촉매 시트의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 6은 사용상태를 나타내는 설명도.
도 7은 다른 실시형태를 도시하는 관축 직교 단면도.
도 8은 또 다른 실시형태를 도시하는 관축 방향 단면도.
도 9는 그 외관도.
도 10은 또 다른 실시형태를 도시하는 관축 직교 단면도.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명은, 조사(照射)되는 자외선을 유효하게 이용하여, 광촉매의 처리 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 크세논 가스를 사용한 경우에도 점등성을 향상시킨다고 하는 목적을 달성하기 때문에, 방전 가스가 기밀하게 봉입되는 방전관에 형성된 방전 공간을 사이에 끼도록 그 외측에 한 쌍의 전극이 배치되고, 당해 전극 사이에 고주파 전압을 인가함으로써 상기 방전 공간 내에 유전체 배리어 방전을 생기게 하여 자외선을 조사(照射)하는 엑시머 램프에 있어서, 상기 방전 공간의 적어도 일부가 원통 공간으로 형성됨과 아울러, 상기 한 쌍의 전극이 원통 공간의 중심측에 배치되는 중심 전극과 외주측에 배치되는 주면(周面) 전극으로 이루어지고, 당해 주면 전극은 다수의 미세 투과구멍이 형성된 도전성 메시에 광촉매를 담지시킨 다공질 광촉매 시트를 권회하고, 방전관의 외측 표면에 설치했다.

실시예 1

도 1∼도 3에 도시하는 본 예의 엑시머 램프(1)는 방전 가스가 기밀로 봉입되는 석영유리로 이루어지는 방전관(2)에 형성된 방전 공간(3)을 사이에 끼도록 그 외측에 한 쌍의 전극(4A 및 4B)이 배치되고, 당해 전극(4A 및 4B) 사이에 전원(5)으로부터 고주파 전압을 인가함으로써, 방전 공간(3) 내에 유전체 배리어 방전을 생기게 하도록 되어 있다.

방전 공간(3)은, 적어도 일부가 원통 공간으로 형성됨과 아울러, 상기 한 쌍의 전극(4A 및 4B)이 원통 공간의 중심측에 배치되는 중심 전극(4A)과 외주측에 배치되는 주면 전극(4B)으로 이루어진다.

중심 전극(4A)은, 그 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)가 나이프 엣지와 같이 뾰족하게 형성된 띠판 형상으로 형성되고, 유전체인 석영유리(7)로 덮여 방전관(2)의 중심에 배치되어 이루어진다.

또한 주면 전극(4B)은 1방향을 따라 연속하는 파형의 기복이 형성된 다공질 광촉매 시트(11)로 형성되고, 그 기복이 방전관(2)의 외측 표면에 선접촉하도록 권회되어 설치되어 있고, 방전관(2)의 주면에는, 주면 전극(4B)과의 사이에, 그 관축 방향을 따라 연장되는 터널 형상의 간극(8…)이 형성되어 있다.

다공질 광촉매 시트(11)는, 도 4∼도 5에 도시하는 바와 같이, 티탄 시트(12)의 편면 또는 양면으로부터 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 실시하여 표리를 관통하는 다수의 미세 유로(13)를 형성한 비주기성 해면 구조를 갖는 티탄 메시(도전성 메시)(14)의 표면에, 양극 산화 피막에 의한 산화티탄 베이스(15)가 형성되고, 당해 산화티탄 베이스(15)에 광촉매가 되는 아나타제형 산화티탄(16)이 베이크 되어 이루어진다.

도 5는 이러한 다공질 광촉매 시트(11)의 제조방법을 나타내는 설명도이다.

우선, 티탄 시트(12)에 미세 유로(13)를 형성하는 에칭 처리를 행한다.

에칭 처리는 순티타늄을 압연하여 형성한 티탄 시트(12)의 표리 양면에 포토 레지스트제(17)를 도포하는 도포 공정(도 5 (a))과, 레지스트제(17)의 위로부터 비주기적 패턴이 형성된 마스킹 필름(18, 18)을 포개어 노광하는 노광 공정(도 5(b))과, 노광 후, 레지스트제의 감광하지 않은 부분을 세정하고, 감광한 부분을 티탄 시트(12)의 표면에 남기는 세정 공정(도 5(c))과, 레지스트제(17)로 비주기 망목 패턴이 마스킹된 티탄 시트(12)를 에칭액에 침지하고, 표리 양면으로부터 티탄 시트(12)의 두께의 반 정도까지 침식시킴으로써 표리를 관통하는 다수의 미세 유로(13…)를 형성하는 침지 공정(도 5(d))으로 이루어진다.

이와 같이, 티탄 시트(12)의 양면으로부터 에칭 처리를 실시하면, 그 마스킹 필름(18)의 패턴에 주기성이 없으므로, 티탄 시트(12)의 표면측과 이면측에서 상이한 패턴의 구멍이 형성된다.

그 결과, 도 4에 도시하는 바와 같이, 티탄 시트(12)의 두께 방향으로 복잡한 미로 형상의 미세 유로가 형성되어, 단순한 메시 구조보다도 비표면적이 현저하게 커진다.

또한, 티탄 메시(14)의 공극률(에칭 처리 후의 중량/에칭 처리 전의 중량)은 20% 정도이다.

또한 그 표면을 확대 관찰하면, 이 시점에서는, 도 5(e)에 도시하는 바와 같이, 대략 평면인 상태로 되어 있다.

이어서, 그 표면에 산화티탄 베이스(15)를 형성하는 양극산화 처리를 행한다.

양극산화 처리는, 인산욕(예를 들면, 인산 3% 수용액) 중에서, 양극이 되는 티탄 시트(12)와 음극과의 사이에 소정 전압을 인가하여 행해지고, 그 결과, 도 5(f)에 도시하는 바와 같이, 티탄 시트(12)의 표면이 산화되어 양극 산화 피막이 형성된다.

이 때, 산화피막은, 티탄 시트(12)의 표리 양면뿐만 아니라, 미세 유로(13)의 내벽면 등 인산욕에 노출되는 전체 표면에 형성된다.

그 후, 이 티탄 시트(12)를 대기 중에서 550℃, 3시간 가열하는 가열 처리를 시행하여, 양극 산화 피막이 가열된 산화티탄 베이스(15)가 형성된다.

그 표면을 확대 관찰하면, 에칭 처리한 시점에서 평평했던 표면에, 양극산화 처리 및 가열 처리에 의한 균열(19)이 다수 출현한다.

또한, 티탄을 양극산화 처리한 경우, 그 산화피막의 두께에 따라 광의 간섭에 의해 상이한 색이 발색하여, 두께 70nm 정도에서 자색, 150nm 정도에서 녹색, 200nm 정도에서 핑크색을 보이는 것이 알려져 있다.

본 예에서는, 두께 70∼150nm의 피막을 형성했다.

또한 본 예에서는, 광촉매 시트(11)를 파형판 형상으로 형성하기 위하여, 양극산화 처리를 시행한 후, 가열 처리를 시행하기 전에, 프레스 가공에 의해 파형판 형상으로 형성하는 성형 처리를 시행하여 티탄 메시(14)의 길이 방향을 따라 연속되는 기복을 절곡 형성하였다.

이 성형 가공은, 에칭 처리 후, 산화티탄 베이스에 아나타제형 산화티탄 입자를 베이크하는 베이크 처리 전이면 되고, 예를 들면, 에칭 처리 후, 양극산화 처리의 전에 프레스 가공을 해도 된다.

그리고 최후에, 아나타제형 산화티탄(16)을 담지시키는 베이크 처리를 행한다.

베이크 처리는 표면에 산화티탄 베이스(15)가 형성된 티탄 시트(12)를, 아나타제형 산화티탄(16)을 분산한 슬러리 중에 디핑한 후, 이것을 550℃에서 베이크함으로써 행하고, 그 결과, 도 5(g)에 도시하는 바와 같이, 티탄 시트(12)의 표리 양면 및 미세 유로(13)의 내벽면에 광촉매층(20)이 형성된다.

또한, 산화티탄 베이스(15)와 광촉매층(20)은 산화티탄끼리가 결합하게 되므로, 그 결합성이 대단히 강해지고, 그 결과, 광촉매층(20)이 벗겨지기 어렵게 된다.

또한, 에칭 처리에 의해 미세 유로(13)를 형성함으로써 표면이 복잡한 요철 형상을 이루고, 양극 산화 피막으로 이루어지는 산화티탄 베이스(15)는 미크론 단위의 미세한 균열(19)을 일으키기 때문에, 그 위에 광촉매층(20)이 견고하게 결합할 뿐만 아니라, 표면적이 증가하여, 처리 효율이 현격하게 향상된다.

또한 UV광을 조사했을 때에 광촉매층(20)의 표면 및 산화티탄 베이스(15)와의 계면에서 난반사/광산란이 일어나, UV광을 효율적으로 이용할 수 있다.

더욱이 티타늄박을 사용함으로써 광촉매 시트 자체를 경량으로 형성할 수 있으므로 설계의 자유도가 커지고, 내열성, 내약품도 우수하기 때문에, 가혹한 사용조건하에서도 사용에 견딜 수 있다.

그리고, 이와 같이 형성된 다공질 광촉매 시트(11)를 그 기복의 형성 방향을 따라 권회하여 방전관(2)에 외장함으로써, 그 기복이 방전관(2)의 관축 방향을 따라 그 외측 표면에 선접촉된 주면 전극(4B)이 형성되어 있다.

주면 전극(4B)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 방전관(2)에 대하여 소정의 피치(본 예에서는 중심각 22. 5°)로 기복이 형성되어 있고, 0°부터 22. 5° 피치로 선접촉된다.

이 때, 직경방향의 대향 위치 즉 0°와 180°의 위치에서 방전관(2)에 선접촉함과 아울러, 그 직경 방향 위에, 중심 전극(4A)의 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)가 위치하고 있다.

이것에 의해, 주면 전극(4B)이 되는 다공질 광촉매 시트(11)가 방전관에 선접촉하고 있는 부분(11a, 11b)과, 중심 전극(4A)의 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)가 직경 방향으로 대향하여 설치되고, 게다가, 전극(4A, 4B)의 가장 접근한 부분이 선 형상으로 형성되어 있으므로, 점등시에 절연 파괴가 일어나기 쉽다.

이상이 본 발명에 따른 엑시머 램프(1)의 일례 구성이며, 다음에 그 작용을 설명한다.

도 3(b)는 엑시머 램프(1)에 전원(5)으로부터, 예를 들면, 20kHz의 고주파 전압을 전극(4A, 4B) 사이에 인가했을 때에 형성되는 전계(E 및 e)를 나타내는 설명도로, 전극(4A, 4B)끼리의 가장 접근한 부분, 즉, 중심 전극(4A)의 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)와, 이것에 대향하는 주면 전극(4B)의 방전관(2)에 선접촉하고 있는 부분(11a, 11b) 사이에서 전계(E)가 형성된다.

게다가, 쌍방의 전극(4A, 4B)의 대향 부분은 모두 선 형상으로 형성되어 있으므로, 전계(E)는 쌍방의 전극(4A, 4B)에 대하여 국부적으로 집중하여 형성된다.

광촉매 여기용의 자외선(발광 파장: 308nm)을 조사하기 위하여, 종래부터, 방전관(2)에 방전 가스로서 크세논 가스(염화크세논: XeCl)가 봉입되는데, 크세논 가스를 사용한 엑시머 램프는, 일반적으로, 점등하기 어려워 점등 시동시에 큰 전력을 투입하지 않으면 안 되기 때문에, 전원 장치에 시동용의 회로를 짜 넣지 않으면 안 되어, 회로가 복잡하게 되거나, 시동시에 불필요한 발열이 생긴다고 하는 문제가 있었다.

본 예와 같이, 주면 전극(4B)을 파형으로 형성함으로써, 점등시에 큰 전력을 인가하지 않아도 절연 파괴가 일어나기 쉬워져 점등성이 향상된다고 하는 이점이 있다.

또한 중심 전극(4A)의 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)와, 주면 전극(4B)의 방전관(2)에 선접촉하고 있는 그 밖의 부분(11c) 사이에서도 전계(E)가 형성되어 있으므로, 전계(E)에 의해 절연파괴되어 점등 개시되면, 방전관(2)내 전체에서 유전체 배리어 방전을 일으켜, 방전관(2)으로부터 그 외부로 자외선이 조사된다.

이 자외선은 방전관(2)의 관벽을 투과하여, 우선, 주면 전극(4B)의 내주면에 조사되고, 주면 전극(4B)을 형성하는 다공질 광촉매 시트(11)의 미세 유로(13)를 투과한다.

따라서, 다공질 광촉매 시트(11)의 내주면에 형성된 광촉매층(20), 미세 유로(13)의 내측에 형성되어 있는 광촉매층(20), 또한 다공질 광촉매 시트(11)의 외측에서 자외선이 투과하는 미세 유로(13)의 외측 개구부 근방에 형성되어 있는 광촉매층(20)은 자외선이 직접 조사되어 여기된다.

또한 미세 유로(13)를 투과한 자외선은 그 외측 개구부에서 회절현상을 일으키므로, 다공질 광촉매 시트(11)의 외측에 형성되어 있는 광촉매층(20)도 적지 않게 여기되게 된다.

이와 같이, 엑시머 램프(1)를 점등함으로써, 방전관(2)으로부터 조사된 자외선은 주면 전극(4B)에 차단되는 것도, 주면 전극(4B)의 미세 유로(13)를 투과하는 것도, 그 대부분이 주면 전극(4B)에 형성되어 있는 광촉매층(20)을 여기하게 되므로, 광의 이용효율이 대단히 높고, 게다가, 주면 전극(4B)에 담지되어 있는 대부분의 광촉매를 여기할 수 있다.

그리고, 이 엑시머 램프(1)를, 도 6에 도시하는 바와 같이, 피처리 유체로서, 예를 들면, 오염 공기가 유통하는 유로(F) 중에 설치하여 점등시키면, 오염공기가 주면 전극(4B)의 외주면을 따른 흐름(f1), 주면 전극(4B)과 방전관(2) 사이에 형성된 터널 형상의 간극(8…) 내의 흐름(f2, f3), 주면 전극(4B)에 형성된 미세 유로(13)을 통과하는 흐름(f4, f5) 등이 형성되고, 이들 흐름(f1∼f5)에 의해 오염공기가 광촉매층(20)에 접촉하여 정화된다.

이 때, 엑시머 램프(1)의 방전관(2)의 직경방향으로 조사되는 모든 자외선은 광촉매의 여기에 기여하므로, 광의 이용 효율이 대단히 높아, 저출력의 자외선으로 충분한 정화작용이 얻어진다.

또한 주면 전극(4B)에 형성된 광촉매층(20)에 담지되어 있는 대부분의 광촉매가 자외선 여기되므로, 피처리 유체가 주면 전극(4B)에 접촉하면, 그 광촉매 작용에 의해 정화되게 되어, 정화 효율이 대단히 높다고 하는 메리트가 있다.

(실시예 2)

도 7은 본 발명에 따른 엑시머 램프의 다른 실시예를 도시한다. 또한, 도 1∼3과 공통되는 부분은 동일한 부호를 붙여 상세 설명을 생략한다.

도 7에 도시하는 엑시머 램프(21)는 중심 전극(4A)이 봉 형상으로 형성되고, 그 표면에 다수의 돌출조(22…)가 형성되어 있고, 주면 전극(4B)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하고 있다.

본 예에서는, 중심 전극(4A)의 단면이 별형이 되도록, 중심각 22. 5°의 피치로 16개의 돌출조(22…)가 그 길이 방향으로 연장 설치되어 있다.

또한 방전관(2)에 권회한 주면 전극(4B)에도 마찬가지로 둘레 방향으로 16개의 파형이 형성되도록 소정의 피치(본 예에서는 중심각 22. 5°)로 기복이 형성되고, 방전관(2)에 선접촉하고 있는 부분(23)과, 중심 전극(4A)에 형성된 각 돌출조(22)가 직경방향으로 대향하도록 설치되어 있다.

이것에 의해, 전극(4A, 4B)의 가장 접근한 부분이 선 형상으로 형성되어 대향하게 되므로, 점등시에 절연파괴가 일어나기 쉽다.

즉, 이 엑시머 램프(21)에, 전원(5)으로부터, 예를 들면, 20kHz의 고주파 전압을 전극(4A, 4B) 사이에 인가하면, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 전극(4A, 4B)끼리의 가장 접근한 부분, 즉, 중심 전극(4A)의 각 돌출조(22…)와, 이것에 대향하는 주면 전극(4B)의 방전관(2)에 선접촉하고 있는 부분(23…)과의 사이에서 전계(E)가 형성된다.

게다가, 쌍방의 전극(4A, 4B)의 대향 부분은 모두 선 형상으로 형성되어 있으므로, 전계(E)는 쌍방의 전극(4A, 4B)에 대하여 국부적으로 집중하여 형성되고, 따라서, 점등시에 큰 전력을 인가하지 않아도 절연파괴가 일어나기 쉬워 점등성이 향상된다.

또한, 그러한 집중전계(E)가 중심 전극(4A)으로부터 방사상으로 16방위를 향하여 형성되므로, 대단히 점등성이 우수하다.

또한, 엑시머 램프(21)로부터 조사되는 자외선의 이용효율이 우수한 점, 주면 전극(4B)에 형성된 광촉매층(20)에 의한 정화처리 효율이 높은 점은 실시예 1과 동일하다.

또한 중심 전극(4A)의 표면에 돌출조를 형성하는 경우에 한하지 않고, 다수의 돌기를 형성해도 동일하다.

(실시예 3)

도 8 및 도 9는 또 다른 실시예를 나타낸다.

본 예의 엑시머 램프(25)에 사용되는 주면 전극(4B)은, 다공질 광촉매 시트(11)를 굽힘 가공하여 기복을 형성함과 아울러, 그 기복의 형성 방향과 직교하는 방향으로 권회한 벨로스 형상으로 형성되어 있고, 방전관(2)의 둘레 방향을 따라 선접촉되어 있다.

본 예의 중심 전극(4A)은 통상의 봉 형상 전극을 사용하고 있지만, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같은 나이프엣지를 형성한 띠판 형상의 전극이어도, 도 7에 도시하는 바와 같이 표면에 돌출조(22…)를 형성한 것이어도, 게다가, 돌기를 형성한 것이어도 된다.

본 예에서도, 주면 전극(4B)이 방전관(2)에 선접촉되어 있으므로, 중심 전극(4A)과의 사이에서 형성되는 전계(E)는 적어도 주면 전극(4B)측에서 집중하게 되고, 따라서 절연파괴가 일어나기 쉬워, 점등성을 향상시킬 수 있다.

또한 엑시머 램프(25)로부터 조사되는 자외선의 이용 효율이 우수한 점, 주면 전극(4B)에 형성된 광촉매층(20)에 의한 정화 처리 효율이 높은 점은 실시예 1 및 2와 동일하다.

(실시예 4)

또한, 본 발명에 따른 엑시머 램프(26)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 주면 전극(4B)으로서, 평평한 다공질 광촉매 시트(11)를 대략 타원으로 권회하고, 그 단축 방향 부분을 방전관(2)의 관축 방향으로 선접촉시켜, 장축 방향으로 2개의 터널 형상의 간극(8)을 형성해도 된다.

이 경우, 중심 전극(4A)의 양쪽 끝가장자리(6a, 6b)와, 이것에 대향하는 주면 전극(4B)의 방전관(2)에 선접촉하고 있는 부분(11a, 11b) 사이에서 집중전계(E)가 형성되므로, 실시예 1과 마찬가지로 점등성이 우수하다.

자외선의 이용 효율, 광촉매층(20)의 정화처리 효율이 높은 것도 실시예 1과 마찬가지이다.

또한, 어느 실시예에서도, 중심 전극(4A)은 나이프엣지를 형성한 띠판 형상의 것에 한하지 않고, 양쪽 끝가장자리가 뾰족해 있지 않은 단순한 판 형상으로 하거나, 원기둥 형상, 원통 형상으로 형성해도 된다.

또한 주면 전극(4B)에 형성되는 파형의 기복은, 피치가 일정한 경우에 한하지 않고, 피처리 유체의 상태에 따라 기복의 크기나 길이를 바꾸어, 터널 형상의 간극(8)의 크기를 바꾼 것이어도 된다.

또한 크세논 가스로 바꾸어 보다 점등하기 쉬운 방전 가스를 사용하는 등 하여, 국소적으로 전계를 집중시킬 필요가 없는 경우에는, 주면 전극(4B)을 방전관(2)의 외주면을 따른 원통 형상으로 하고, 방전관(2)의 외측 표면에 면접촉시켜, 터널 형상의 간극을 없애도 된다.

이 경우에는, 다수의 미세 투과구멍을 설치한 주면 전극(4B)의 비주기성 해면 구조에 의해, 전계의 집중이 생겨, 절연파괴가 일어나기 쉬워진다.

(산업상의 이용가능성)

본 발명의 엑시머 램프는 주면 전극에 광촉매를 담지시키고 있으므로, 이대로 여기 광원 부착 광촉매 유닛으로서 공기청정기나 정수기에 포함시켜 사용할 수 있다.

1 엑시머 램프
2 방전관
3 방전 공간
4A, 4B 전극
11 다공질 광촉매 시트
12 티탄 시트
14 티탄 메시(도전성 메시)
16 아나타제형 산화티탄
20 광촉매층

Claims (10)

1. 방전 가스가 기밀로 봉입되는 방전관에 형성된 방전 공간을 사이에 끼도록 그 외측에 한 쌍의 전극이 배치되고, 당해 전극 사이에 고주파 전압을 인가함으로써 상기 방전 공간 내에 유전체 배리어 방전을 일으켜 자외선을 조사(照射)하는 엑시머 램프에 있어서,
   상기 방전 공간의 적어도 일부가 원통 공간으로 형성됨과 아울러, 상기 한 쌍의 전극이 원통 공간의 중심측에 배치되는 중심 전극과 외주측에 배치되는 주면(周面) 전극으로 이루어지고,
   당해 주면 전극은 다수의 미세 투과구멍이 형성된 도전성 메시에 광촉매를 담지시킨 다공질 광촉매 시트가 권회되어, 상기 방전관의 외측 표면에 설치된 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주면 전극은 상기 방전관의 외측 표면에 선접촉하도록 상기 다공질 광촉매 시트가 만곡 또는 절곡 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 다공질 광촉매 시트는 1방향을 따라 연속하는 파형의 기복이 만곡 또는 절곡 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 메시가 티탄 시트의 편면 또는 양면으로부터 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 시행하여 표리를 관통하는 다수의 미세 유로를 형성한 비주기성 해면 구조를 갖는 티탄 메시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 다공질 광촉매 시트는 상기 티탄 메시의 표면에 양극 산화 피막에 의한 산화티탄 베이스가 형성되고, 당해 산화티탄 베이스에 아나타제형 산화티탄 입자가 베이크 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 전극이 유전체로 덮여 상기 방전관 내에 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 중심 전극이 띠판 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 중심 전극이 표면에 다수의 돌출조 또는 돌기가 형성된 봉 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
9. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주면 전극이 다공질 광촉매 시트가 상기 기복의 형성 방향을 따라 권회되고, 방전관의 관축 방향을 따라 선접촉되는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
10. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공질 광촉매 시트가 상기 기복의 형성 방향과 직교하는 방향으로 권회되고, 방전관의 둘레 방향을 따라 선접촉 되는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
    

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