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JP2016225037A - Double tube type microwave discharge lamp - Google Patents

Double tube type microwave discharge lamp Download PDF

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JP2016225037A
JP2016225037A JP2015107634A JP2015107634A JP2016225037A JP 2016225037 A JP2016225037 A JP 2016225037A JP 2015107634 A JP2015107634 A JP 2015107634A JP 2015107634 A JP2015107634 A JP 2015107634A JP 2016225037 A JP2016225037 A JP 2016225037A
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Japan
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tube
discharge lamp
double
mercury
metal mesh
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JP2015107634A
Other languages
Japanese (ja)
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フサリク ヤン
Jan HUSARIK
フサリク ヤン
クラール マーティン
Kral Martin
クラール マーティン
ガブリエル ブラジャン マリウス
Gabriel Blajam Marius
ガブリエル ブラジャン マリウス
正士 神藤
Masashi Shindo
正士 神藤
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HIMEJI RIKA KK
PRASMA APPLICATIONS CO Ltd
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
HIMEJI RIKA KK
PRASMA APPLICATIONS CO Ltd
Tokyo Keiki Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double tube type microwave discharge lamp which is capable of realizing a long-lifetime UVC radiation light source of which the UVC radiation light power density is extremely high even with a discharge tube having a length of 20 to 30 cm and conversion efficiency of 20 to 30%, is capable of downsizing a device to be integrated, facilitates maintenance and is advantageous in terms of cost.SOLUTION: The double tube type microwave discharge lamp comprises: an outer tube and an inner tube that are formed from quartz tubes and coaxially disposed while having a space in which a buffer gas and a little mercury are encapsulated; a rod-like antenna which is inserted into the inner tube via a matching element that is disposed in an opening end of the inner tube, and connected to a microwave oscillation source; and a metal mesh body that is disposed to cover an outer peripheral side of the outer tube and has predetermined radiation light transmissivity. The metal mesh body is formed from a net-like metal mesh or a thin metal wire mesh in which thin metal wires are disposed in parallel, and its radiation light transmissivity is set equal to or higher than 80%.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、外管と内管との間に空間を形成すると共に内管内部にアンテナを挿入して、アンテナにマイクロ波発振源からマイクロ波を供給することにより、空間内の放電ガスを励起して放電させる二重管式マイクロ波放電ランプに関する。   The present invention excites the discharge gas in the space by forming a space between the outer tube and the inner tube, inserting an antenna inside the inner tube, and supplying microwaves from the microwave oscillation source to the antenna. The present invention relates to a double-tube microwave discharge lamp that is discharged in this manner.

従来、低圧水銀ランプ等の放電ランプは、殺菌効果の強いUVC放射光源として、浄水装置や滅菌装置等に広く利用されている。この放電ランプは、円筒形状に形成された放電管の両端にエミッタを塗布したタングステンフィラメントが電極として配置され、放電管内にはバッファガスとしてのアルゴンガスと共に微量の水銀が封入されている。そして、前記電極にACやDC電力を供給することにより、放電管が所定の放電をするようになっている。なお、二重管式放電ランプとして、例えば特許文献1が公開されている。   Conventionally, a discharge lamp such as a low-pressure mercury lamp has been widely used as a UVC radiation light source having a strong sterilizing effect in a water purifier or a sterilizer. In this discharge lamp, tungsten filaments having emitters applied to both ends of a discharge tube formed in a cylindrical shape are arranged as electrodes, and a trace amount of mercury is enclosed in the discharge tube together with argon gas as a buffer gas. Then, by supplying AC or DC electric power to the electrode, the discharge tube discharges in a predetermined manner. For example, Patent Document 1 is disclosed as a double tube discharge lamp.

特開2000−173542号公報JP 2000-173542 A

しかしながら、このような放電ランプにあっては、電力をUVC放射光パワーに変換する効率(以下、UVC放射光変換効率と称する)が、一般に、点灯電力が低いほど、またランプ長が長いほど増加し、ランプ長を1m程度にすると前記変換効率が50%になるというデータが公表されている。しかし、放電管の単位長さあたりのUVC光放射パワー(以下、UVC放射光パワー密度と称する)が低いこと、及びランプ寿命が長いものでも数1000時間であること等から、放電ランプを例えば浄水装置に使用した場合に、装置自体が大型化すると共に点灯不良を起こした放電ランプの取り替えも面倒となり、コスト的に不利であるという課題を有している。   However, in such a discharge lamp, the efficiency of converting electric power into UVC radiation light power (hereinafter referred to as UVC radiation light conversion efficiency) generally increases as the lighting power is lower and the lamp length is longer. However, data has been published that the conversion efficiency is 50% when the lamp length is about 1 m. However, since the UVC light radiation power per unit length of the discharge tube (hereinafter referred to as UVC radiation light power density) is low and the lamp life is long, it is several thousand hours. When used in the apparatus, the apparatus itself is increased in size, and replacement of a discharge lamp that has caused a lighting failure becomes troublesome, which is disadvantageous in terms of cost.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、例えば長さ20〜30cmの放電管で変換効率20〜30%であるがUVC放射光パワー密度が従来品よりも格段に高い長寿命UVC放射光源を実現して、組み込む装置の小型化を可能にすると共にメンテナンスが容易でコスト的に有利な二重管式マイクロ波放電ランプを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is, for example, a discharge tube having a length of 20 to 30 cm and a conversion efficiency of 20 to 30%, but the UVC radiation light power density is markedly higher than that of the conventional product. Another object of the present invention is to provide a double tube type microwave discharge lamp that realizes a long-life UVC radiation light source, enables downsizing of an incorporated apparatus, is easy to maintain, and is cost-effective.

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、バッファガスと微量の水銀が封入される空間を有して同軸状に配置された石英管からなる外管及び内管と、一端が前記内管の開口端に配設された同軸コネクタ等に支持されて内管内部に挿入されると共にマイクロ波発振源に接続された棒状もしくはパイプ状のアンテナと、前記外管の外周側を覆うように配設された所定の放射光透過率を有する金属メッシュ体と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is an outer tube and an inner tube made of quartz tubes arranged coaxially with a space in which a buffer gas and a small amount of mercury are enclosed. A rod-like or pipe-like antenna having one end supported by a coaxial connector or the like disposed at the opening end of the inner tube and inserted into the inner tube and connected to a microwave oscillation source; and the outer tube And a metal mesh body having a predetermined radiated light transmittance disposed so as to cover the outer peripheral side.

また、請求項2に記載の発明は、前記同軸コネクタ等に前記内管内部に冷却媒体を供給可能な冷却媒体供給部が設けられていることを特徴とする。また、請求項3に記載の発明は、前記金属メッシュ体が、網目状金属メッシュで形成されるかもしくは複数本の金属細線を平行に配置した細線状金属メッシュで形成され、その放射光透過率が80%以上であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the coaxial connector or the like is provided with a cooling medium supply unit capable of supplying a cooling medium into the inner pipe. Further, in the invention according to claim 3, the metal mesh body is formed of a mesh metal mesh or a thin metal mesh in which a plurality of metal fine wires are arranged in parallel, and the emitted light transmittance thereof Is 80% or more.

さらに、請求項4に記載の発明は、前記外管に水銀リザーバが設けられていることを特徴とする。このとき、前記水銀リザーバは、請求項5に記載の発明のように、前記外管の外周面もしくは底面に切り離し可能に設けられていることが好ましい。また、請求項6に記載の発明は、前記外管及び内管が、先端が閉塞された石英管内に挿入され、該石英管が入水口と排水口を有する容器に気密状態で内蔵されていることを特徴とする。   Furthermore, the invention described in claim 4 is characterized in that a mercury reservoir is provided in the outer tube. At this time, it is preferable that the mercury reservoir is detachably provided on the outer peripheral surface or the bottom surface of the outer tube as in the invention described in claim 5. According to a sixth aspect of the present invention, the outer tube and the inner tube are inserted into a quartz tube having a closed end, and the quartz tube is incorporated in a container having a water inlet and a water outlet in an airtight state. It is characterized by that.

本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、内管内部にマイクロ波発振源に接続された棒状もしくはパイプ状のアンテナが挿入されると共に、外管の外周側を覆うように所定の放射光透過率を有する金属メッシュ体が配置されているため、アンテナと金属メッシュ体により同軸管構造のマイクロ波伝送線路を形成できて、アンテナからランプ外部へのマイクロ波電力の漏洩が抑制されると共に、放電プラズマがアンテナに触れることがなく無電極放電ランプとして動作する。また、低圧水銀放電モードとなるように二重管の管壁温度を冷却で下げることにより、例えば長さが20〜30cmの二重放電管で変換効率20〜30%であるがUVC放射光パワー密度が従来品よりも格段に高い長寿命UVC放射光源を実現して、このUVC放射光源を組み込む装置の小型化を可能にすると共にそのメンテナンスを容易に行うこと等ができる。   According to the first aspect of the present invention, a rod-shaped or pipe-shaped antenna connected to the microwave oscillation source is inserted into the inner tube, and a predetermined shape is provided so as to cover the outer peripheral side of the outer tube. Since a metal mesh body having a radiated light transmittance is arranged, a microwave transmission line having a coaxial tube structure can be formed by the antenna and the metal mesh body, and leakage of microwave power from the antenna to the outside of the lamp is suppressed. At the same time, the discharge plasma does not touch the antenna and operates as an electrodeless discharge lamp. Moreover, by reducing the tube wall temperature of the double tube by cooling so as to be in the low pressure mercury discharge mode, for example, the conversion efficiency is 20-30% in a double discharge tube having a length of 20-30 cm, but the UVC radiation light power A long-life UVC radiation source having a density much higher than that of the conventional product can be realized, and the apparatus incorporating the UVC radiation source can be miniaturized and its maintenance can be easily performed.

また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、アンテナとマイクロ波発振源とを電気的に接続する同軸コネクタ等に、内管内部に冷却媒体を供給可能な冷却媒体供給部が設けられているため、例えば冷却媒体供給部から内管内に冷却空気を供給することにより、内管内部のアンテナを冷却できて、外管の冷却との併用により、低圧水銀放電モードの点灯を実現できる。   Further, according to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, a cooling medium is provided inside the inner tube to a coaxial connector or the like that electrically connects the antenna and the microwave oscillation source. Since a cooling medium supply unit that can be supplied is provided, for example, by supplying cooling air from the cooling medium supply unit into the inner tube, the antenna inside the inner tube can be cooled, and in combination with cooling of the outer tube, Lights in low-pressure mercury discharge mode can be realized.

また、請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加え、金属メッシュ体が網目状金属メッシュで形成されるかもしくは複数本の金属細線を平行に配置した細線状金属メッシュで形成され、その放射光透過率が80%以上であるため、アンテナに供給されるマイクロ波の二重放電管外部への漏洩を略完全に抑制しつつ、所望のUVC放射光を容易に得ることができる。   According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, the metal mesh body is formed of a mesh-like metal mesh or a plurality of fine metal wires are arranged in parallel. Since the radiated light transmittance is 80% or more, the desired UVC radiation is suppressed while suppressing leakage of the microwave supplied to the antenna to the outside of the double discharge tube substantially completely. Light can be easily obtained.

さらに、請求項4に記載の発明によれば、請求項1ないし3に記載の発明の効果に加え、外管に水銀リザーバが設けられているため、水銀リザーバに水銀を溜めることで放電管の発熱を強く受けることなく、外管と内管との間の空間内の水銀蒸気圧を所定圧として、例えば放電管の空冷が不要となり高いUVC放射光パワー密度を維持することができる。   Further, according to the invention described in claim 4, in addition to the effects of the invention described in claims 1 to 3, since the outer tube is provided with the mercury reservoir, the mercury is stored in the mercury reservoir so that the discharge tube Without receiving strong heat, the mercury vapor pressure in the space between the outer tube and the inner tube is set to a predetermined pressure, so that, for example, air cooling of the discharge tube is unnecessary, and a high UVC radiation light power density can be maintained.

また、請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加え、水銀リザーバが外管の外周面もしくは底面に切り離し可能に設けられているため、水銀リザーバから放電管の空間内に封入される水銀量が定まったところで、水銀リザーバを切り離すことができて、二重放電管をコンパクトにして使い勝手に優れた放電ランプを得ることができる。   According to the invention described in claim 5, in addition to the effect of the invention described in claim 4, since the mercury reservoir is detachably provided on the outer peripheral surface or the bottom surface of the outer tube, the mercury reservoir is connected to the discharge tube. When the amount of mercury enclosed in the space is determined, the mercury reservoir can be separated, and a double discharge tube can be made compact and a discharge lamp excellent in usability can be obtained.

また、請求項6に記載の発明によれば、請求項1または3に記載の発明の効果に加え、外管及び内管が先端が閉塞された石英管内に挿入され、この石英管が入水口と排水口を有する容器に気密状態で内蔵されているため、入水口と排水口を介して容器内に水を循環させること等により水を殺菌できて、放電ランプを浄水装置等に好適に使用することができる。   According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 1 or 3, the outer tube and the inner tube are inserted into the quartz tube whose tip is closed, and this quartz tube is inserted into the water inlet. Since it is built in an airtight state in a container having a water outlet, water can be sterilized by circulating water through the water inlet and water outlet, and the discharge lamp can be suitably used in a water purifier. can do.

本発明に係わる二重管式マイクロ波放電ランプの第1の実施形態を示す概念図The conceptual diagram which shows 1st Embodiment of the double tube | pipe type microwave discharge lamp concerning this invention. 同その二重放電管の実施例を示す正面図Front view showing an embodiment of the double discharge tube 同図2のA−A線断面図AA line sectional view of FIG. 同二重放電管の変形例を示す図3と同様の断面図Sectional view similar to FIG. 3 showing a modification of the double discharge tube 同二重放電管の他の変形例を示す図3と同様の断面図Sectional view similar to FIG. 3 showing another modification of the double discharge tube 同図5のB部の拡大図Enlarged view of part B in Fig. 5 同図5のC部の拡大図Enlarged view of part C in Fig. 5 同マイクロ波入射電力とUVC放射光変換効率及びUVC放射光パワーの関係を示す図The figure which shows the relationship between the microwave incident power, UVC radiation light conversion efficiency, and UVC radiation light power 同他のマイクロ波入射電力とUVC放射光パワーの関係を示す図The figure which shows the relationship between other microwave incident power and UVC radiation light power 同他のマイクロ波入射電力とUVC放射光変換効率の関係を示す図The figure which shows the relationship between other microwave incident power and UVC radiation light conversion efficiency 同他の入射電力とUVC放射光パワー、UVC放射光パワー密度及びUVC放射光処理量の関係を示す図The figure which shows the relationship between other incident electric power, UVC radiation light power, UVC radiation light power density, and UVC radiation light throughput. 本発明に係わる二重管式マイクロ波放電ランプの第2の実施形態を示す図1と同様の概念図The conceptual diagram similar to FIG. 1 which shows 2nd Embodiment of the double tube | pipe type microwave discharge lamp concerning this invention. 同その変形例を示す概念図Conceptual diagram showing the modification 同他の変形例を示す概念図Conceptual diagram showing another modification 本発明に係わる二重管式マイクロ波放電ランプの第3の実施形態を示す概念図The conceptual diagram which shows 3rd Embodiment of the double tube | pipe type microwave discharge lamp concerning this invention. 同その具体的な実施例を示す断面図Sectional view showing the specific embodiment of the same

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明の二重管式マイクロ波放電ランプの第1の実施形態を示している。図1の概念図に示すように、二重管式マイクロ波放電ランプ1(以下、放電ランプ1という)は、二重放電管2を形成する石英管からなる内管2a及び外管2bと、内管2aの開口部から内管2a内部に挿入された棒状のアンテナ3と、外管2bの外周を覆うように配設された金属メッシュ体4を備えている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of a double tube microwave discharge lamp of the present invention. As shown in the conceptual diagram of FIG. 1, a double-tube microwave discharge lamp 1 (hereinafter referred to as a discharge lamp 1) includes an inner tube 2a and an outer tube 2b made of a quartz tube forming a double discharge tube 2, A rod-shaped antenna 3 inserted into the inner tube 2a from the opening of the inner tube 2a and a metal mesh body 4 arranged so as to cover the outer periphery of the outer tube 2b are provided.

そして、前記アンテナ3は、内管2aの開口部に配設した同軸コネクタ5及び該同軸コネクタ5に接続された同軸ケーブル6を介して、例えば2.45GHzのマイクロ波を発振するマイクロ波発振源としてのマイクロ波発振器7に電気的に接続されている。このとき、前記同軸コネクタ5としては、整合素子(スラグチューナ)付きの同軸コネクタが使用される。   The antenna 3 is a microwave oscillation source that oscillates a microwave of 2.45 GHz, for example, via a coaxial connector 5 disposed in the opening of the inner tube 2a and a coaxial cable 6 connected to the coaxial connector 5. Are electrically connected to the microwave oscillator 7. At this time, as the coaxial connector 5, a coaxial connector with a matching element (slag tuner) is used.

前記内管2aと外管2bは同軸状に配置されてこれらの間に密閉した空間8が形成され、この空間8内にはバッファガスとしてのアルゴンガスやキセノンガスが封入されると共に、低圧水銀放電モードで動作する微量の水銀が封入されている。また、前記金属メッシュ体4は略円筒形状に形成されて外管2bの外周面全域を同軸状に覆うように配設されている。   The inner tube 2a and the outer tube 2b are coaxially arranged, and a sealed space 8 is formed between them. The space 8 is filled with argon gas or xenon gas as a buffer gas, and low pressure mercury. A small amount of mercury that operates in the discharge mode is enclosed. The metal mesh body 4 is formed in a substantially cylindrical shape and is disposed so as to cover the entire outer peripheral surface of the outer tube 2b coaxially.

また、前記アンテナ3は、所定長さの金属棒で形成され、その先端が内管2aの底面近傍に位置し、基端部は前記同軸コネクタ5に支持(接続)されている。なお、アンテナ3としては、金属棒に限らず、例えば金属パイプあるいは数本の金属線を円筒状に束ねて、マイクロ波が内管2aの表面に均等となるような分布構造を持たせても良い。   The antenna 3 is formed of a metal rod having a predetermined length, its distal end is located near the bottom surface of the inner tube 2a, and its proximal end is supported (connected) by the coaxial connector 5. The antenna 3 is not limited to a metal rod. For example, a metal pipe or several metal wires may be bundled in a cylindrical shape so that the microwave is evenly distributed on the surface of the inner tube 2a. good.

図2及び図3は、前記放電ランプ1の二重放電管2の具体的な実施例を示している。以下、図1の概念図と同一部位には同一符号を付して説明する。以下の各実施形態及び変形例等においても同様である。二重放電管2の前記内管2aは、一端側が開口し先端側(底面側)が閉塞された有底円筒形状に形成され、前記外管2bは底面を有すると共に一端側が内管2aの開口端の外周面に一体化されている。これにより、内管2aと外管2bの外周面間及び両底面間に一定幅の密封状態の前記空間8が形成されている。   2 and 3 show a specific embodiment of the double discharge tube 2 of the discharge lamp 1. Hereinafter, the same parts as those in the conceptual diagram of FIG. The same applies to the following embodiments and modifications. The inner tube 2a of the double discharge tube 2 is formed in a bottomed cylindrical shape that is open at one end and closed at the front end (bottom surface), and the outer tube 2b has a bottom surface and one end opens from the inner tube 2a. It is integrated with the outer peripheral surface of the end. Thereby, the said space 8 of the fixed state of the fixed width | variety is formed between the outer peripheral surfaces of the inner tube | pipe 2a and the outer tube | pipe 2b, and both bottom surfaces.

また、前記外管2bの外周面には、前記金属メッシュ体4としての網目状金属メッシュ4aが、外管2bの外周面に例えば巻き付けられることで、全体形状が略円筒形状を呈しかつ外管2bや内管2a(アンテナ3)に対して同軸状に配置されている。この網目状金属メッシュ4aは、その上端部が金属リング9等により同軸コネクタ5に固定支持され、その下端部は開口している。   Further, a net-like metal mesh 4a as the metal mesh body 4 is wound around the outer peripheral surface of the outer tube 2b, for example, around the outer peripheral surface of the outer tube 2b. 2b and the inner tube 2a (antenna 3) are arranged coaxially. The mesh-shaped metal mesh 4a has its upper end fixedly supported on the coaxial connector 5 by a metal ring 9 or the like, and its lower end opened.

そして、前記網目状金属メッシュ4aの固定は、放電ランプ1の外径(二重放電管2の外径)が同軸コネクタ5の外径(例えば20mm)より大きい場合には、先ず金属リング9を同軸コネクタ5に嵌め込むと共にこの金属リング9に網目状金属メッシュ4aの上端を嵌め込み、さらに網目状金属メッシュ4aが外れないようにリング状の止め金やナットで同軸コネクタ5に固定する。また、放電ランプ1の外径が同軸コネクタ5の外径より小さい場合には、円筒状の網目状金属メッシュ4aを同軸コネクタ5に取り付けて止め金やナットで固定する。なお、前記網目状金属メッシュ4aは、その放射光透過率が80%以上に設定されている。   The mesh metal mesh 4a is fixed when the outer diameter of the discharge lamp 1 (the outer diameter of the double discharge tube 2) is larger than the outer diameter of the coaxial connector 5 (for example, 20 mm). The mesh metal mesh 4a is fitted into the coaxial ring 5 and the upper end of the mesh metal mesh 4a is fitted into the coaxial connector 5. The mesh metal mesh 4a is fixed to the coaxial connector 5 with a ring clasp or nut so that the mesh metal mesh 4a is not detached. When the outer diameter of the discharge lamp 1 is smaller than the outer diameter of the coaxial connector 5, a cylindrical mesh metal mesh 4a is attached to the coaxial connector 5 and fixed with a clasp or nut. The mesh metal mesh 4a has a radiated light transmittance of 80% or more.

また、前記内管2aの開口部に取り付けられる同軸コネクタ5は、整合素子(スラグチューナ)が一体化されており、例えば内管2a内に連通する軸方向の孔を有する金属製の本体部5aと、この本体部5aの基端側に固定されたケーブル接続部5b等を有している。なお、この実施例の場合、図3に示す二重放電管2の各寸法は、L1=200mm、L2=190mm、t=5mm、φ1=32mm、φ2=18mmに設定されている。   The coaxial connector 5 attached to the opening of the inner tube 2a is integrated with a matching element (slag tuner). For example, a metal main body 5a having an axial hole communicating with the inner tube 2a. And a cable connecting portion 5b fixed to the base end side of the main body portion 5a. In the case of this embodiment, the dimensions of the double discharge tube 2 shown in FIG. 3 are set to L1 = 200 mm, L2 = 190 mm, t = 5 mm, φ1 = 32 mm, and φ2 = 18 mm.

このように構成された放電ランプ1は、前述したように空間8内に例えばアルゴンガスと点灯時に低圧水銀放電モードとするために微量(μg〜ng)の水銀を封入して、前記同軸コネクタ5とマイクロ波発振器7を同軸ケーブル6で接続する。この状態でマイクロ波発振器7を作動させて、マイクロ波を同軸ケーブル6と同軸コネクタ5を介してアンテナ3に供給すると、空間8内の封入ガスがマイクロ波電界により電離してプラズマが形成される。このプラズマからの放射光スペクトルは、封入ガス種とその圧力およびマイクロ波入射電力により強く依存する。例えば、およそ1kPaのアルゴンに微量(μg〜ng)の水銀を封入すると、殺菌作用の強いUVC放射光低圧水銀ランプが実現する。   As described above, the discharge lamp 1 configured in this manner encloses, for example, argon gas and a small amount (μg to ng) of mercury in the space 8 in order to enter a low-pressure mercury discharge mode when turned on, and the coaxial connector 5 And a microwave oscillator 7 are connected by a coaxial cable 6. When the microwave oscillator 7 is operated in this state and the microwave is supplied to the antenna 3 through the coaxial cable 6 and the coaxial connector 5, the sealed gas in the space 8 is ionized by the microwave electric field to form plasma. . The spectrum of emitted light from this plasma is strongly dependent on the type of encapsulated gas and its pressure and microwave incident power. For example, when a trace amount (μg to ng) of mercury is sealed in about 1 kPa of argon, a UVC radiation low-pressure mercury lamp having a strong bactericidal action is realized.

特に、前記放電ランプ1の場合、略円筒形状の網目状金属メッシュ4aを外管2bの外周面に配置していることから、網目状金属メッシュ4aとアンテナ3を同軸状として同軸管構造のマイクロ波伝送線路を形成できる。その結果、マイクロ波入射電力のアンテナ3からの無駄な放射が抑制され、網目状金属メッシュ4aとアンテナ3間のマイクロ波電界が強くなって放電がし易くなる。また同時に、網目状金属メッシュ4aにより、外部放射が無くなることから、マイクロ波の漏洩を完全に近い状態まで抑制できることになる。   In particular, in the case of the discharge lamp 1, the substantially cylindrical mesh metal mesh 4a is disposed on the outer peripheral surface of the outer tube 2b, so that the mesh metal mesh 4a and the antenna 3 are coaxial and have a coaxial tube structure micro. A wave transmission line can be formed. As a result, useless radiation of the microwave incident power from the antenna 3 is suppressed, and the microwave electric field between the mesh metal mesh 4a and the antenna 3 is strengthened to facilitate discharge. At the same time, since the net-like metal mesh 4a eliminates external radiation, the leakage of microwaves can be suppressed to a nearly complete state.

ところで、UVC放射光低圧水銀ランプにおいては、殺菌効果のあるUVC放射光が、第1励起準位の水銀原子が脱励起するときに放射される。これは水銀原子の共鳴光であることから、基底準位の水銀原子を容易に吸収する性質があり、自己吸収と呼ばれている。水銀ランプは放電時に生成される第1励起準位の水銀原子が、自己吸収を受けずに放電管の外部に放射されることが重要となる。UVC放射光を強く放射する水銀ランプは自己吸収が少ないことが必要であるので、必然的に低圧水銀での点灯になることから、低圧水銀モードと呼ばれている。   By the way, in the UVC radiation low-pressure mercury lamp, UVC radiation having a bactericidal effect is emitted when the mercury atom at the first excitation level is deexcited. Since this is the resonance light of the mercury atom, it has the property of easily absorbing the mercury atom at the ground level, which is called self-absorption. In the mercury lamp, it is important that mercury atoms at the first excitation level generated during discharge are emitted outside the discharge tube without being self-absorbed. Since a mercury lamp that strongly emits UVC radiation needs to have low self-absorption, it is inevitably turned on with low-pressure mercury, and is therefore called a low-pressure mercury mode.

また、水銀ランプは点灯中にランプ壁温度が上昇するので、ランプ内の水銀蒸気圧が上昇し、水銀蒸気圧が高くなりすぎると自己吸収が顕著に生じて、UVC放射光は減衰する。以上のことを考慮すると、効率の良いUVC放射光低圧水銀ランプの点灯には水銀蒸気圧の最適化が重要であることが判る。このような事情から、ときにはランプ壁温度の冷却等の処理が必要になる場合がある。   In addition, since the lamp wall temperature rises during operation of the mercury lamp, the mercury vapor pressure in the lamp rises, and if the mercury vapor pressure becomes too high, self-absorption occurs significantly, and the UVC radiation is attenuated. Considering the above, it can be seen that optimization of mercury vapor pressure is important for lighting an efficient UVC radiation low-pressure mercury lamp. Under such circumstances, sometimes a process such as cooling of the lamp wall temperature is required.

図4は、このような冷却構造を付加した前記二重放電管2の変形例を示している。この変形例の二重放電管2は、前記同軸コネクタ5の本体部5aの周壁に冷却媒体供給部としての冷却ガス供給口5cを設け、この冷却ガス供給口5cに接続した冷却ガス供給管10から、本体部5a内の前記孔を介して二重放電管2の内管2a内部に冷却ガス(冷却空気を含む)を供給可能に構成する。   FIG. 4 shows a modification of the double discharge tube 2 to which such a cooling structure is added. The double discharge tube 2 of this modification is provided with a cooling gas supply port 5c as a cooling medium supply portion on the peripheral wall of the main body portion 5a of the coaxial connector 5, and the cooling gas supply tube 10 connected to the cooling gas supply port 5c. The cooling gas (including cooling air) can be supplied into the inner tube 2a of the double discharge tube 2 through the hole in the main body 5a.

これにより、図4の矢印イに示すように、冷却ガス供給管10から冷却ガス供給口5cを介して内管2a内に冷却ガスが供給され、このガスが内管2aの開口端部から二重放電管2の外部に排出、すなわち冷却ガスが内管2a内を流通(循環)してアンテナ3が冷却される。この構成によれば、アンテナ3の冷却でマイクロ波供給時のアンテナ3の発熱を抑えることができると共に、放電プラズマからの発熱で加熱された内管2a内壁を同時に冷却することができる。その結果、マイクロ波の供給による二重放電管2の管壁の温度上昇を抑え、水銀蒸気圧の上昇を抑制できて、二重放電管2の管壁温度を例えば40〜50℃に容易に安定維持でき、低圧水銀放電を効率的に行うことが可能になる。   As a result, as shown by an arrow A in FIG. 4, the cooling gas is supplied from the cooling gas supply pipe 10 into the inner pipe 2a through the cooling gas supply port 5c, and this gas is supplied from the opening end of the inner pipe 2a. The antenna 3 is cooled by being discharged outside the heavy discharge tube 2, that is, the cooling gas flows (circulates) through the inner tube 2a. According to this configuration, the cooling of the antenna 3 can suppress the heat generation of the antenna 3 when the microwave is supplied, and the inner wall 2a heated by the heat generation from the discharge plasma can be simultaneously cooled. As a result, the temperature rise of the tube wall of the double discharge tube 2 due to the supply of microwaves can be suppressed, the rise of mercury vapor pressure can be suppressed, and the tube wall temperature of the double discharge tube 2 can be easily set to 40 to 50 ° C. It can be stably maintained, and low-pressure mercury discharge can be performed efficiently.

図5〜図7は、前記二重放電管2の他の変形例を示している。この変形例の特徴は、前記金属メッシュ体4を前記網目状金属メッシュ4aではなく、二重放電管2の軸に沿って平行に配置した複数本の金属細線4b1からなる細線状金属メッシュ4bで形成した点にある。すなわち外管2bの外周面に、その長手方向(軸方向)に沿って所定径の金属細線4b1を平行に配置することにより、外管2bの外周面を各金属細線4b1で略円筒状に覆い、各金属細線4b1の同軸コネクタ5側を、前記網目状金属メッシュ4a1と同様に金属リング9等で固定支持する。また、金属細線4b1の下端部を外管2bの外形より絞って金属リング11で連結することにより、細線状金属メッシュ4bの開口端の直径を小さく設定する。なお、この細線状金属メッシュ4bは、その放電光透過率が例えば90%以上に設計することができる。   5 to 7 show other modified examples of the double discharge tube 2. The feature of this modification is that the metal mesh body 4 is not the mesh metal mesh 4a but a fine metal mesh 4b composed of a plurality of metal fine wires 4b1 arranged in parallel along the axis of the double discharge tube 2. It is in the point formed. That is, by arranging the fine metal wires 4b1 having a predetermined diameter along the longitudinal direction (axial direction) on the outer peripheral surface of the outer tube 2b in parallel, the outer peripheral surface of the outer tube 2b is covered with each metal thin wire 4b1 in a substantially cylindrical shape. The coaxial connector 5 side of each metal thin wire 4b1 is fixedly supported by a metal ring 9 or the like in the same manner as the mesh metal mesh 4a1. Moreover, the diameter of the opening end of the thin metal mesh 4b is set small by narrowing the lower end part of the metal thin wire 4b1 from the outer tube 2b and connecting it with the metal ring 11. Note that the thin wire metal mesh 4b can be designed to have a discharge light transmittance of 90% or more, for example.

この変形例の場合、略円筒形状の細線状金属メッシュ4bの直径を任意に調整(例えば大きく)することができて、金属メッシュ体4の放電光透過率を例えば網目状金属メッシュ4aに対して少なくとも10%以上高めることができ、前記UVC放射光変換効率を一層向上させることが可能になる。なお、この変形例の場合、金属細線4b1の直径や断面形状を適宜に変更して放電光透過率を90%以上としても良い。   In the case of this modification, the diameter of the substantially cylindrical thin metal mesh 4b can be arbitrarily adjusted (for example, increased), and the discharge light transmittance of the metal mesh body 4 can be set to, for example, the mesh metal mesh 4a. It can be increased by at least 10%, and the UVC radiation conversion efficiency can be further improved. In this modification, the discharge light transmittance may be 90% or more by appropriately changing the diameter and cross-sectional shape of the metal thin wire 4b1.

図8〜図10は、前記実施形態におけるマイクロ波入射電力に対するUVC放射光パワー及びUVC放射光変換効率の実験結果を示している。このうち、図8は、二重放電管2の外径φ1が32mm、長さL1が30cmの場合で、前記冷却構造を付加した場合と冷却構造がない場合を示している。また、図9及び図10は、二重放電管2の外径φ1が10mmで長さL1が15cmの場合の、マイクロ波入射電力に対するUVC放射光パワー及びUVC放射光変換効率の関係で、二重放電管2の空間8内の圧力が133Pa、266Pa、665Pa、1330Paの場合を示している。   8 to 10 show experimental results of UVC radiation light power and UVC radiation light conversion efficiency with respect to microwave incident power in the embodiment. Among these, FIG. 8 shows the case where the outer diameter φ1 of the double discharge tube 2 is 32 mm and the length L1 is 30 cm, with the cooling structure added and without the cooling structure. 9 and 10 show the relationship between the UVC radiation light power and the UVC radiation light conversion efficiency with respect to the microwave incident power when the outer diameter φ1 of the double discharge tube 2 is 10 mm and the length L1 is 15 cm. The case where the pressure in the space 8 of the heavy discharge tube 2 is 133 Pa, 266 Pa, 665 Pa, and 1330 Pa is shown.

また、図11(a)〜(c)は、外径が32mmと10mmで長さが20cmと15cmの二種類の本願発明に係わる二重放電管2と、外径が32mmで長さが1mの放電管(比較例1)及び外径が15mmで長さが21cmの放電管(比較例2)との、入力(入射電力)に対するUVC放射光パワー、UVC放射光パワー密度及びUVC放射光処理量を示している。なお、二種類の二重放電管2はマイクロ波入力で、比較例1及び比較例2はAC/DC入力である。この図11からも、二種類の二重放電管2によるUVC放射光パワー密度とUVC放射光処理量が、比較例1、2に対してけた違いに大きいことが判る。この理由は、本願発明の二重放電管2を低圧水銀放電モードで点灯した場合、変換効率は20〜30%と高くはないが、大きなUVC放射光パワー密度が得られることにある。   FIGS. 11A to 11C show two types of the double discharge tube 2 according to the present invention having an outer diameter of 32 mm and 10 mm and a length of 20 cm and 15 cm, and an outer diameter of 32 mm and a length of 1 m. The discharge tube (Comparative Example 1) and the discharge tube (Comparative Example 2) having an outer diameter of 15 mm and a length of 21 cm are subjected to UVC radiation light power, UVC radiation light power density and UVC radiation light treatment for input (incident power). Indicates the amount. The two types of double discharge tubes 2 are microwave inputs, and Comparative Examples 1 and 2 are AC / DC inputs. Also from FIG. 11, it can be seen that the UVC radiation light power density and the UVC radiation light processing amount by the two types of double discharge tubes 2 are significantly different from those of Comparative Examples 1 and 2. This is because, when the double discharge tube 2 of the present invention is lit in the low-pressure mercury discharge mode, the conversion efficiency is not as high as 20 to 30%, but a large UVC radiation light power density is obtained.

このように前記実施形態の放電ランプ1によれば、内管2aと外管2b間の空間8内にバッファガスと微量の水銀が封入される二重放電管2の内管2a内部に、マイクロ波発振器7に接続された棒状のアンテナ3が挿入されると共に、二重放電管2の外管2bの外周を覆うように所定の放射光透過率を有する金属メッシュ体4が配置されているため、放電ランプ1の放電光がアンテナ3に触れることがなく無電極放電ランプとして動作し、例えば長さL1が20〜30cmの二重放電管2でUVC放射光変換効率が20〜30%であっても、UVC放射光パワー密度が従来品よりも格段に高い長寿命の放電ランプ1を実現でき、この放電ランプ1を組み込む装置の小型化を可能にすると共に装置のメンテナンスを容易に行うこと等ができる。   As described above, according to the discharge lamp 1 of the above-described embodiment, the microtube is placed inside the inner tube 2a of the double discharge tube 2 in which the buffer gas and a small amount of mercury are sealed in the space 8 between the inner tube 2a and the outer tube 2b. The rod-shaped antenna 3 connected to the wave oscillator 7 is inserted, and the metal mesh body 4 having a predetermined radiated light transmittance is disposed so as to cover the outer periphery of the outer tube 2b of the double discharge tube 2. The discharge light from the discharge lamp 1 does not touch the antenna 3 and operates as an electrodeless discharge lamp. For example, the double discharge tube 2 having a length L1 of 20 to 30 cm has a UVC radiation conversion efficiency of 20 to 30%. However, it is possible to realize a long-life discharge lamp 1 whose UVC radiation light power density is much higher than that of the conventional product, and to make it possible to reduce the size of the apparatus incorporating the discharge lamp 1 and to easily maintain the apparatus. Can do.

また、金属メッシュ体4が網目状金属メッシュ4aもしくは細線状金属メッシュ4bで形成され、その放射光透過率が80%以上であるため、アンテナ3に供給されるマイクロ波の二重放電管2外部への漏洩を抑制しつつ、所望の放射光を容易に得ることができる。また、アンテナ3とマイクロ波発振器7とを電気的に接続する同軸コネクタ5に、二重放電管2の内管2a内部に冷却ガスを供給可能な冷却ガス供給部5cを設けるようにすれば、例えば冷却ガス供給部5cから内管2a内に冷却ガスを供給して内管2a内部のアンテナ3を冷却でき、アンテナ3等の発熱を抑えることができると共に、放電プラズマからの発熱で加熱された内管2a内壁を同時に冷却することができる。その結果、外管の冷却効果が効果的となり、二重管ランプ壁温度を低下させることができ、放電管内部の水銀蒸気圧を低圧水銀放電モードに適した値に維持することができる。   Further, since the metal mesh body 4 is formed of a mesh-like metal mesh 4a or a fine-line metal mesh 4b and has a radiated light transmittance of 80% or more, the microwave double discharge tube 2 supplied to the antenna 3 is externally provided. Desired radiated light can be easily obtained while suppressing leakage to the. Further, if the coaxial connector 5 that electrically connects the antenna 3 and the microwave oscillator 7 is provided with a cooling gas supply portion 5c capable of supplying a cooling gas inside the inner tube 2a of the double discharge tube 2, For example, the cooling gas can be supplied from the cooling gas supply unit 5c into the inner tube 2a to cool the antenna 3 inside the inner tube 2a, thereby suppressing the heat generation of the antenna 3 and the like and being heated by the heat generated from the discharge plasma. The inner wall of the inner pipe 2a can be cooled at the same time. As a result, the cooling effect of the outer tube becomes effective, the double tube lamp wall temperature can be lowered, and the mercury vapor pressure inside the discharge tube can be maintained at a value suitable for the low pressure mercury discharge mode.

さらに、放電ランプ1がアンテナ3の励起により放電する構成であるため、一対の電極を必要としない無電極構造とすることができて、放電ランプ1自体の寿命を延ばすことができると共に一層のコンパクト化を図ることができる。   Further, since the discharge lamp 1 is configured to be discharged by the excitation of the antenna 3, an electrodeless structure that does not require a pair of electrodes can be obtained, and the life of the discharge lamp 1 itself can be extended and further compact. Can be achieved.

図12〜図14は、本発明に係わる放電ランプ1の第2の実施形態を示している。この実施形態の放電ランプ1の特徴は、二重放電管2の外管2bの外側に水銀リザーバ13(水銀溜まり)を設けた点にある。すなわち、図12に示す放電ランプ1は、二重放電管2の外管2bの外周面に石英管14を介して水銀リザーバ13を配設する。このとき、二重放電管2の形状が前記図3に示す各寸法の場合、石英管14は、例えば外径φ3が15mm、長さL3が50mmで、水銀リザーバ13は、高さhが20mm、直径φ4が60mmに設定されている。   FIGS. 12-14 has shown 2nd Embodiment of the discharge lamp 1 concerning this invention. The feature of the discharge lamp 1 of this embodiment is that a mercury reservoir 13 (mercury reservoir) is provided outside the outer tube 2 b of the double discharge tube 2. That is, in the discharge lamp 1 shown in FIG. 12, the mercury reservoir 13 is disposed on the outer peripheral surface of the outer tube 2 b of the double discharge tube 2 through the quartz tube 14. At this time, when the shape of the double discharge tube 2 has the dimensions shown in FIG. 3, the quartz tube 14 has, for example, an outer diameter φ3 of 15 mm, a length L3 of 50 mm, and the mercury reservoir 13 has a height h of 20 mm. The diameter φ4 is set to 60 mm.

そして、この放電ランプ1の場合、水銀リザーバ13内に微量の水銀を封入した状態で水銀リザーバ13の温度を例えば25〜30℃に制御することにより、二重放電管2の発熱の影響を受けることなく、水銀リザーバ13内の水銀を石英管14を介して二重放電管2の空間8内に供給することができるようになっている。また、この場合の水銀蒸気圧は、主として水銀リザーバ13の温度と二重放電管2の壁面温度との差で定まるが、二重放電管2の壁面温度が、空間8内の水銀蒸気圧には強く影響されないため、二重放電管2の前記冷却構造を不要としつつ高いUVC放射光変換効率を維持することができる。   In the case of this discharge lamp 1, the temperature of the mercury reservoir 13 is controlled to, for example, 25 to 30 ° C. in a state where a small amount of mercury is sealed in the mercury reservoir 13, thereby being affected by the heat generated by the double discharge tube 2. Accordingly, the mercury in the mercury reservoir 13 can be supplied into the space 8 of the double discharge tube 2 through the quartz tube 14. In this case, the mercury vapor pressure is mainly determined by the difference between the temperature of the mercury reservoir 13 and the wall surface temperature of the double discharge tube 2, and the wall surface temperature of the double discharge tube 2 is equal to the mercury vapor pressure in the space 8. Therefore, it is possible to maintain high UVC radiation light conversion efficiency while making the cooling structure of the double discharge tube 2 unnecessary.

この水銀リザーバ13を有する放電ランプ1の場合、水銀リサーバ13の温度と二重放電管2の温度を制御することにより、二重放電管2に水銀リザーバ13の水銀を低圧水銀放電の条件よりも多く移しておく。その後、水銀リザーバ13の温度を室温に維持した状態で、二重放電管2をマイクロ波放電すると、ランプ壁が上昇して水銀蒸気圧が高まり、水銀は低温側の水銀リザーバ13に移動し、二重放電管2内部の水銀蒸気圧が徐々に低下する。   In the case of the discharge lamp 1 having the mercury reservoir 13, by controlling the temperature of the mercury reservoir 13 and the temperature of the double discharge tube 2, the mercury in the mercury reservoir 13 is transferred to the double discharge tube 2 from the low-pressure mercury discharge conditions. Move a lot. Thereafter, when the double discharge tube 2 is subjected to microwave discharge while maintaining the temperature of the mercury reservoir 13 at room temperature, the lamp wall rises and the mercury vapor pressure increases, and the mercury moves to the mercury reservoir 13 on the low temperature side, The mercury vapor pressure inside the double discharge tube 2 gradually decreases.

そして、水銀蒸気圧が所定の閾値以下になると、これまでの中圧水銀放電であったものが低圧水銀放電にモードに変化する。この条件で二重放電管2をマイクロ波放電すれば、UVC放射光変換効率は20〜30%であるが、UVC放射光パワー密度の高い低圧水銀ランプを実現できることになる。なお、水銀リザーバ13の温度は、必要に応じて例えばその外側に巻き付けた図示しないリボンヒータ等の適宜の温度制御手段により制御するようにすれば良い。   When the mercury vapor pressure falls below a predetermined threshold value, the medium pressure mercury discharge that has been used so far changes to a mode of low pressure mercury discharge. If the double discharge tube 2 is subjected to microwave discharge under these conditions, the UVC radiation light conversion efficiency is 20 to 30%, but a low-pressure mercury lamp with a high UVC radiation light power density can be realized. The temperature of the mercury reservoir 13 may be controlled by appropriate temperature control means such as a ribbon heater (not shown) wound around the mercury reservoir 13 as necessary.

図13は、図12に示す放電ランプ1の変形例を示し、前記水銀リザーバ13を二重放電管2の底面外側に軸方向の石英管14を介して配設したものである。この構成においても、図12に示す放電ランプ1と同様の作用効果が得られると共に、水銀リザーバ13が二重放電管2の軸方向に配置されるため、二重放電管2の外周面側に突出する部分がなくなり、放電ランプ1の外形形状のコンパクト化を図ることができる。   FIG. 13 shows a modification of the discharge lamp 1 shown in FIG. 12, in which the mercury reservoir 13 is disposed outside the bottom surface of the double discharge tube 2 via an axial quartz tube 14. Also in this configuration, the same effect as the discharge lamp 1 shown in FIG. 12 can be obtained, and the mercury reservoir 13 is arranged in the axial direction of the double discharge tube 2, so The protruding portion is eliminated, and the outer shape of the discharge lamp 1 can be made compact.

また、図14に示す放電ランプ1は、図13に示す前記石英管14の長手方向の略中間部に内径が2mm程度となるように絞った小径部14aを設け、二重放電管2のUVC放射光パワーが最大になった時点で、例えばガスバーナで小径部14aを加熱溶融させてシュリンクシールしつつ、石英管14と水銀リザーバ13を切り離すようにしたものである。   Further, the discharge lamp 1 shown in FIG. 14 is provided with a small-diameter portion 14a narrowed so as to have an inner diameter of about 2 mm at a substantially intermediate portion in the longitudinal direction of the quartz tube 14 shown in FIG. At the time when the radiant light power reaches the maximum, the quartz tube 14 and the mercury reservoir 13 are separated while the small diameter portion 14a is heated and melted with a gas burner, for example, and shrink-sealed.

ところで、UVC放射光低圧水銀ランプの開発で難しい点は、ランプに封入する水銀量の最適化である。水銀量はランプ容量に依存するが、ng〜μgのオーダの微量である。このような微量の水銀をランプ封入することが困難なため、微量の水銀を含むアマルガムが使われる。また、解析的には水銀封入量を算出することも困難である。しかし、図14に示す放電ランプ1の場合、二重放電管に水銀リザーバ13を取り付けて点灯し、低圧水銀放電モードが生じた時点で、水銀リザーバ13を小径部14aで切り離すことで解決できる。すなわち、UVC放射光が最大となる時点で水銀リザーバ13を切り離せば、容易に低圧水銀放電モードで動作するUVC発光ランプが得られる。   By the way, a difficult point in the development of a UVC radiation low pressure mercury lamp is optimization of the amount of mercury enclosed in the lamp. Although the amount of mercury depends on the lamp capacity, it is a trace amount on the order of ng to μg. Since it is difficult to enclose such a trace amount of mercury in a lamp, an amalgam containing a trace amount of mercury is used. It is also difficult to calculate the amount of mercury enclosed analytically. However, in the case of the discharge lamp 1 shown in FIG. 14, it can be solved by attaching the mercury reservoir 13 to the double discharge tube and lighting it, and separating the mercury reservoir 13 at the small diameter portion 14a when the low pressure mercury discharge mode occurs. That is, if the mercury reservoir 13 is disconnected when the UVC radiation becomes maximum, a UVC light-emitting lamp that operates in the low-pressure mercury discharge mode can be easily obtained.

また、この変形例の放電ランプ1においても、図13に示す放電ランプ1と同様の作用効果が得られると共に、水銀リザーバ13を切り離すことで、二重放電管2を一層コンパクトにして使い勝手に優れた放電ランプ1を得ることができる。なお、石英管14に切り離し可能な小径部14aを設ける構成は、図12に示す放電ランプ1の石英管14にも適用できることは言うまでもないし、小径部14aの形状や切り離し方法も、石英管14の切り離し端面をシールできる適宜の構成を採用することができる。   Further, in the discharge lamp 1 of this modified example, the same operation effect as that of the discharge lamp 1 shown in FIG. 13 can be obtained, and by separating the mercury reservoir 13, the double discharge tube 2 can be made more compact and easy to use. A discharge lamp 1 can be obtained. Needless to say, the configuration in which the detachable small diameter portion 14a is provided in the quartz tube 14 can also be applied to the quartz tube 14 of the discharge lamp 1 shown in FIG. An appropriate configuration that can seal the separation end face can be employed.

図15及び図16は、本発明に係わる放電ランプ1の第3の実施形態を示している。この実施形態の放電ランプ1の特徴は、図2及び図3に示す二重放電管2を、石英管15内に挿入し、水中に浸漬可能に構成した点にある。すなわち、図15の概念図に示すように、二重放電管2を入水口16aと排水口16bを有する水タンク等の容器16内に気密状態で配設し、容器16内を循環する水を殺菌する。   15 and 16 show a third embodiment of the discharge lamp 1 according to the present invention. A feature of the discharge lamp 1 of this embodiment is that the double discharge tube 2 shown in FIGS. 2 and 3 is inserted into a quartz tube 15 so as to be immersed in water. That is, as shown in the conceptual diagram of FIG. 15, the double discharge tube 2 is disposed in an airtight state in a container 16 such as a water tank having a water inlet 16a and a water outlet 16b, and water circulating in the container 16 is discharged. Sterilize.

具体的には、図16に示すように、二重放電管2を一端が開口した石英管15内に挿入し、この石英管15を入水口16aと排水口16bを有する容器16内に内蔵する。このとき、石英管15の開口端を容器16に設けた取付孔16cにシール状態で取り付けることにより、二重放電管2が容器16内に気密状態で内蔵され、放電ランプ1から石英管15を介して容器16内に放射される放射光で水が殺菌(浄化)されることになる。   Specifically, as shown in FIG. 16, the double discharge tube 2 is inserted into a quartz tube 15 having one open end, and this quartz tube 15 is built in a container 16 having a water inlet 16a and a water outlet 16b. . At this time, by attaching the open end of the quartz tube 15 to a mounting hole 16 c provided in the container 16 in a sealed state, the double discharge tube 2 is incorporated in the container 16 in an airtight state, and the quartz tube 15 is discharged from the discharge lamp 1. Thus, water is sterilized (purified) by the radiated light radiated into the container 16.

この実施形態の放電ランプ1においても、前記実施形態と同様の作用効果が得られる他に、二重放電管2が挿入された石英管15が容器16内に密封状態で内蔵されているため、UVC放射光の放射に悪影響を与えることなく二重放電管2を水中に簡単に浸漬状態とすることができて、放電ランプ1を例えば浄水装置の浄水用として好適に使用することができる。   In the discharge lamp 1 of this embodiment, in addition to obtaining the same effect as the above embodiment, the quartz tube 15 in which the double discharge tube 2 is inserted is housed in a sealed state in the container 16, The double discharge tube 2 can be easily immersed in water without adversely affecting the radiation of UVC radiation, and the discharge lamp 1 can be suitably used, for example, for water purification in a water purifier.

なお、前記各実施形態においては、マイクロ波発振器7と二重放電管2の接続に整合素子付きの同軸コネクタ5を使用したが、本発明はこれに限定されず、例えば図1の二点鎖線で示すように、整合素子17(スラグチューナー)を同軸コネクタ5とは別体として、マイクロ波発振器7と同軸コネクタ5間に接続配置しても良い。   In each of the above embodiments, the coaxial connector 5 with a matching element is used to connect the microwave oscillator 7 and the double discharge tube 2, but the present invention is not limited to this, for example, the two-dot chain line in FIG. As shown, the matching element 17 (slag tuner) may be connected between the microwave oscillator 7 and the coaxial connector 5 separately from the coaxial connector 5.

また、前記各実施形態においては、マイクロ波発振源として固体マイクロ波発振器7を使用し、同軸ケーブル6と同軸コネクタ5を介してアンテナに接続したが、例えばマイクロ波発振源としてマグネトロンを使用し、このマグネトロンのマイクロ波を矩形導波管及び整合素子を介してアンテナに給電することも勿論可能である。さらに、前記各実施形態における、金属メッシュ体4、アンテナ3、水銀リザーバ13の構成等は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。   In each of the above embodiments, the solid-state microwave oscillator 7 is used as the microwave oscillation source and connected to the antenna via the coaxial cable 6 and the coaxial connector 5. For example, a magnetron is used as the microwave oscillation source, It is of course possible to feed the magnetron microwaves to the antenna via a rectangular waveguide and a matching element. Further, the configuration of the metal mesh body 4, the antenna 3, and the mercury reservoir 13 in each of the embodiments is an example, and an appropriate configuration can be employed without departing from the gist of each invention according to the present invention. .

本発明は、低圧水銀ランプ等として使用される二重管式マイクロ波放電ランプに限らず、例えば広い用途のあるサルファーランプや蛍光ランプあるいはメタルハライドランプ等にも利用可能である。   The present invention is not limited to a double tube microwave discharge lamp used as a low-pressure mercury lamp or the like, but can be used for, for example, a versatile sulfur lamp, fluorescent lamp, or metal halide lamp.

1・・・・・・・・・二重管式マイクロ波放電ランプ
2・・・・・・・・・二重放電管
2a・・・・・・・・内管
2b・・・・・・・・外管
3・・・・・・・・・アンテナ
4・・・・・・・・・金属メッシュ体
4a・・・・・・・・網目状金属メッシュ
4b・・・・・・・・細線状金属メッシュ
4b1・・・・・・・金属細線
5・・・・・・・・・同軸コネクタ
5a・・・・・・・・本体部
5b・・・・・・・・ケーブル接続部
5c・・・・・・・・冷却ガス供給口
6・・・・・・・・・同軸ケーブル
7・・・・・・・・・マイクロ波発振器
8・・・・・・・・・空間
9、11・・・・・・金属リング
10・・・・・・・・冷却ガス供給管
13・・・・・・・・水銀リザーバ
14・・・・・・・・石英管
14a・・・・・・・小径部
15・・・・・・・・石英管
16・・・・・・・・容器
16a・・・・・・・入水口
16b・・・・・・・排水口
17・・・・・・・・整合素子
1. Double tube type microwave discharge lamp 2. Double discharge tube 2a ... Inner tube 2b ... ··· Outer tube 3 ········· Antenna 4 ·········· Metal mesh body 4a ························ Fine wire metal mesh 4b1 ... Metal fine wire 5 ... Coaxial connector 5a ... Body part 5b ... Cable connection part 5c ... Cooling gas supply port 6 ... Coaxial cable 7 ... Microwave oscillator 8 ... Space 9, 11. Metal ring 10 ... Cooling gas supply tube 13 ... Mercury reservoir 14 ... Quartz tube 14a ...・ ・Diameter 15 ... Quartz tube 16 ... Container 16a ... Water inlet 16b ... Drain 17 ... ..Matching elements

Claims (6)

バッファガスと微量の水銀が封入される空間を有して同軸状に配置された石英管からなる外管及び内管と、一端が前記内管の開口端に配設された同軸コネクタ等に支持されて内管内部に挿入されると共にマイクロ波発振源に接続された棒状もしくはパイプ状のアンテナと、前記外管の外周側を覆うように配設された所定の放射光透過率を有する金属メッシュ体と、を備えることを特徴とする二重管式マイクロ波放電ランプ。   Supported by an outer tube and an inner tube made of a quartz tube arranged coaxially with a space in which a buffer gas and a small amount of mercury are enclosed, and a coaxial connector or the like disposed at the open end of the inner tube. A rod-shaped or pipe-shaped antenna inserted into the inner tube and connected to the microwave oscillation source, and a metal mesh having a predetermined radiated light transmittance disposed so as to cover the outer peripheral side of the outer tube A double tube type microwave discharge lamp. 前記同軸コネクタ等に前記内管内部に冷却媒体を供給可能な冷却媒体供給部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の二重管式マイクロ波放電ランプ。   The double tube type microwave discharge lamp according to claim 1, wherein a cooling medium supply unit capable of supplying a cooling medium to the inside of the inner tube is provided in the coaxial connector or the like. 前記金属メッシュ体は、網目状金属メッシュで形成されるかもしくは複数本の金属細線を平行に配置した細線状金属メッシュで形成され、その放射光透過率が80%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の二重管式マイクロ波放電ランプ。   The metal mesh body is formed of a mesh metal mesh or a thin metal mesh in which a plurality of metal fine wires are arranged in parallel, and the emitted light transmittance is 80% or more. The double tube microwave discharge lamp according to claim 1 or 2. 前記外管に水銀リザーバが設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の二重管式マイクロ波放電ランプ。   4. The double tube microwave discharge lamp according to claim 1, wherein a mercury reservoir is provided in the outer tube. 前記水銀リザーバは、前記外管の外周面もしくは底面に切り離し可能に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の二重管式マイクロ波放電ランプ。   5. The double tube microwave discharge lamp according to claim 4, wherein the mercury reservoir is detachably provided on an outer peripheral surface or a bottom surface of the outer tube. 前記外管及び内管が、先端が閉塞された石英管内に挿入され、該石英管が入水口と排水口を有する容器に気密状態で内蔵されていることを特徴とする請求項1または3に記載の二重管式マイクロ波放電ランプ。   4. The outer tube and the inner tube are inserted into a quartz tube whose tip is closed, and the quartz tube is incorporated in a container having a water inlet and a water outlet in an airtight state. The double-tube microwave discharge lamp described.
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