JP2016225037A - Double tube type microwave discharge lamp - Google Patents
Double tube type microwave discharge lamp Download PDFInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- discharge lamp
- double
- mercury
- metal mesh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015107634A JP2016225037A (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Double tube type microwave discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015107634A JP2016225037A (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Double tube type microwave discharge lamp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016225037A true JP2016225037A (en) | 2016-12-28 |
Family
ID=57745734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015107634A Pending JP2016225037A (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Double tube type microwave discharge lamp |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016225037A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018092847A1 (en) | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 住友化学株式会社 | Foam-molding resin composition, method for producing foam-molded body, and foam-molded body |
JP2018190665A (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | イマジニアリング株式会社 | Electrodeless lamp |
JP7076668B1 (en) * | 2021-11-08 | 2022-05-27 | 三菱電機株式会社 | Microwave excitation light source device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01246701A (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave discharge light source device |
JPH11273623A (en) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Discharge lamp and fluid sterilization device using the same |
JP2007220410A (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device |
-
2015
- 2015-05-27 JP JP2015107634A patent/JP2016225037A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01246701A (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave discharge light source device |
JPH11273623A (en) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Discharge lamp and fluid sterilization device using the same |
JP2007220410A (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018092847A1 (en) | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 住友化学株式会社 | Foam-molding resin composition, method for producing foam-molded body, and foam-molded body |
JP2018190665A (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | イマジニアリング株式会社 | Electrodeless lamp |
JP7076668B1 (en) * | 2021-11-08 | 2022-05-27 | 三菱電機株式会社 | Microwave excitation light source device |
WO2023079725A1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | 三菱電機株式会社 | Microwave excitation light source device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7794673B2 (en) | Sterilizer | |
WO2013081054A1 (en) | Excimer lamp | |
CN103026456A (en) | Discharge lamp | |
JP2016225037A (en) | Double tube type microwave discharge lamp | |
US20120112624A1 (en) | Xenon lamp using ceramic arc tube | |
US20180082830A1 (en) | Electrodeless gas discharge lamps and methods of making the same | |
CN103972040A (en) | Excimer Lamp | |
CN106252194A (en) | Excimer lamp | |
JP2003159314A (en) | Uv sterilizing apparatus | |
JP2006228563A (en) | Excimer lamp | |
US7583013B2 (en) | Plasma lighting system having thin metallic film resonator | |
JP2013118072A (en) | Ultraviolet discharge lamp | |
KR101701538B1 (en) | Discharge lamp and discharge lamp device | |
KR100832398B1 (en) | Zirconium ion uv light source and disinfection system device using microwave discharge electrodeless lamp | |
JP2005243339A (en) | Flash discharge lamp and light energy irradiation equipment | |
RU2390498C2 (en) | Apparatus for disinfecting water using ultraviolet radiation | |
JP3859091B2 (en) | Liquid treatment device and water treatment device | |
JP4054699B2 (en) | Dielectric barrier discharge lamp illumination device and ultraviolet irradiation device | |
JP2002110102A (en) | Dielectric barrier discharge lamp | |
JP6377528B2 (en) | Liquid processing apparatus and method | |
JP2005209397A (en) | Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device | |
JP6692522B2 (en) | Low-pressure mercury lamp and device using the same | |
JP2004146077A (en) | Ultraviolet irradiation device | |
JP2009289530A (en) | Electrodeless lamp and electrodeless lamp device | |
JP2005209398A (en) | Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181214 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190628 |