JPH0586617B2

JPH0586617B2 -

Info

Publication number: JPH0586617B2
Application number: JP11350186A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Kuroba; Katsuhiro Kawai
Original assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1993-12-13
Also published as: JPS62271340A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の属する技術分野］本発明は、半導体製造用純水の製造に用いられ
る水処理装置あるいは清涼飲料水の製造及びその
容器の清浄用等の殺菌に用いられる低圧水銀灯の
改良に関する。

［従来技術とその問題点］近年、処理水の殺菌あるいは紫外線による被処
理水の有機物分解を行なう水処理装置に用いる紫
外線照射用光源として、従来の高圧水銀灯に変
え、放射効率のよい短波長（例えば、254，248，
240，236，230，194，185nm等）の紫外線を放射
する低圧水銀灯を用いることが提案されている。

従来、被処理水等の液体の殺菌を行なう場合、
液体に紫外線を照射するために第１図に示すよう
な内照式と称する装置が用いられている。同図に
おいて、１は直管状の石英ガラスよりなる低圧水
銀灯であり、両端には電極３ａ，３ｂが封着さ
れ、内部には水銀及び希ガスが封入されている。
そして、この低圧水銀灯は水処理装置本体（図示
せず）内に嵌着される。一例として、第１図に示
すように、内部に水等の被処理水６を循環させる
紫外線透過性の筒体５内に装着される。

ところが、前記純水製造等の高速化あるいは高
能力化の必要性から、従来の電極間距離１cm当り
0.7W程度のものより、より高出力形の低圧水銀
灯を用いることが要求されてきた。

かかる高出力化した低圧水銀灯の一例として、
第１図に示すように高出力化に伴う冷却手段とし
て、紫外線透過性の筒体５に直接低圧水銀灯を接
触させて冷却するように構成した低圧水銀灯が提
案されている。

しかしながら、このような構成の水処理装置で
は、低圧水銀灯に早期に発光ムラや低圧水銀灯の
管壁の黒化が発生しやすいことがことが判明し
た。

この発光ムラは次のようにして生じるものと考
えられる。

すなわち、低圧水銀灯を点灯すると管内におけ
る初期の水銀の状態に起因し、水銀が存在してい
る部分においては水銀の発光が大きい反面、水銀
が存在していない部分では希ガスのみの放電とな
り全体として発光ムラが生じるものである。この
ことより発光ムラは当初に管内に水銀を均一に分
布させておけば生じないものと思われるが、直管
形の低圧水銀灯１と管状の筒体５とを水銀灯の発
光部全体にわたつて面ないし線接触させることは
困難であり、点接触及び接触点の制御が不可能と
なつてしまう。その結果、点灯中点接触している
部分例えばＣ点が最冷点となるためにそこに水銀
が凝縮してしまう。

そして、接触している部分の水銀の発光が大き
い反面、接触している部分から離れるにしたがつ
て希ガスのみの放電となり発光ムラが生じる原因
となる。

また、管壁の黒化は電極周辺部付近に水銀が存
在しないことによつて生じる。すなわち、かかる
場合電極周辺部分における放電は希ガスのみの放
電となり、その結果電極物質が激しく飛散して管
壁に付着するのである。この現象が進むと放電灯
の始動電圧が上昇し遂には点灯不能となる。この
ことはいずれかの電極のうち一方の電極に飛散が
発生しても同様の結果となる。

［発明の目的］本発明は以上の点に鑑みてなされたもので点灯
期間を通じて発光管全体にわたつて発光ムラが少
なくかつ発光管壁の黒化ひいては紫外線出力の低
下が少ない高出力形の低圧水銀灯を提供すること
を目的とする。

［発明の構成及び作用］以下、本発明に係る高出力形の低圧水銀灯の一
実施例を従来例と比較しながら説明する。

第１図は従来例の一部縦断側面図であり、同図
において２は紫外線を放射する低圧水銀灯１の発
光管であつて、両端に電極３ａ，３ｂを封着する
とともに内部に適量の水銀４及び希ガスが封入さ
れてある。この発光管は、石英ガラス等の紫外線
透過性の筒体５の内面に接触するように設置され
ている。６は筒体５の外周に循環してある被処理
水である。

かかる低圧水銀灯においては発光管に封入する
水銀は図示のように発光管中に偏在している。こ
のような低圧水銀灯を点灯した場合、発光管のう
ち水銀が偏在しているＡ部では１×10²〜１×10³
torrの水銀のもとにおける低圧水銀灯の様相を呈
する。一方Ｂ部においては供給される水銀がない
ために希ガスのみを封入した低圧放電灯の様相を
呈する。そしてそのまま点灯していると希ガスの
みの低圧放電灯の様相となつている側の電極３ｂ
の電極物質の蒸発、飛散が進行し始動電圧の上
昇、発光管の黒化そして遂には点灯不能となつて
しまう。

又、仮に発光管２内のＢ部に初期より水銀があ
つたとしても点灯中に該発光管２と筒体５との接
点Ｃ点が最冷部となるために点灯時間が数百時間
後にはＣ点に発光管に封入した水銀４は移動し、
凝縮してしまい上記と同じ結果となつてしまう。

このようにして従来の低圧水銀灯では筒体５と
発光管２を線接触させることは困難なために上述
のごとくの電極物質の蒸発、飛散、発光管壁の黒
化、始動電圧の上昇そして点灯不能となつてしま
うのである。

第２図は本発明に係る高出力形の低圧水銀灯の
一部縦断側面図である。該発光管２２は第１図と
同様、紫外線透過性の筒体５の内面に接触するよ
うに配置されている。該発光管２２は直管状に形
成され、少なくとも２個所以上の部分を大径とし
てある。このような形状の発光管を用いることに
より該発光管と紫外線透過性の筒体とは大径であ
る外径Ｄの部分C₁点及びC₂点の２点接触となる。
このことはC₁及びC₂点は同等の温度でありかつ
発光部の外径ｄの部分と比較して低温であるので
発光管に封入された水銀４は点灯期間を通じて発
光管全体に拡散され発光に寄与する水銀を供給で
きることとなる。なお、その他第１図と同一部分
は同一番号を付す。

そして、本発明においては、以下に記載する実
施態様をとりうる。

まず、発光管の電極間距離１cm当りの入力を、
３〜12Wとするのが好ましい。3W未満であると
発光管の温度が上がらないために本発明に係るよ
うな冷却構造をとる必要はなく、12W以上である
と発光管と筒体とが接触している部分においても
発光管内面においては低圧水銀灯における最適な
水銀蒸気圧を得る温度よりも高温となるために前
記のような目的に有効な放射が少なくなるためで
ある。

次に、発光管の発光長が500mm以上である低圧
水銀灯の場合本発明の効果が認められる。

なぜなら、発光長が500mm以下の場合には発光
管と筒体との接触している部分が１点であつても
十分に水銀を供給することができるからである。

又、大径部の外径Ｄと小径部の外径ｄとの差
（Ｄ−ｄ）は１〜４mmとする。１mm以下の場合は
発光管と筒体との接触点、C₁点とC₂点の温度バ
ランスが縦点灯等によつて多少のずれが生じた場
合には、大径部と小径部の温度差が少ないため大
径部から小径部への水銀の拡散が良くなるため
に、C₁あるいはC₂のいずれか低温となつた方へ
移動が起こり、従来の低圧水銀灯と同様、発光ム
ラ、及び管壁の黒化が生じる。

反対に、４mmを超えた場合には、第３図に示す
ように発光管管軸方向における出力が接触してい
る大径部よりも極端に下がつてしまうからであ
る。また、第４図は発光管管軸方向の配光の最大
値に対する発光管の小径部の出力を外径差（Ｄ−
ｄ）をパラメータとした出力比である。第３図及
び第４図に示すように、Ｄ−ｄが４mmを超えると
全体としての出力が減つてしまう。これは発光管
大径部と小径部の管壁の温度差が大きいため、水
銀蒸気が拡散していかないためと思われる。

更に、発光管の大径部の長さ（ｌ）は５〜30cm
とするのがよい。５cm未満の場合は十分な冷却効
果が得られず有効な放射は減少してしまい、30cm
より長くした場合には冷却効果は得られるものの
点灯期間を通して水銀の位置コントロールが難し
くなり、発光管全体への水銀蒸気が拡散しなくな
る。

そして、少なくとも２個所以上の大径部の間隔
（Ｌ）を発光長の2/3以内とする。

2/3より大きくした場合には大径部の冷却点に
ある水銀が冷却点より一番離れた部分まで拡散し
ていかないためである。

［発明の効果］以上の説明から明らかな様に本発明によれば、
発光長が500cm以上ある長尺状の低圧水銀灯の場
合においても発光管の両端に封着された電極付近
に水銀が点灯期間を通じて存在しうるため、発光
ムラ及び発光管管壁の黒化、それに伴う点灯不能
ということがなく、長寿命である。又、発光管と
筒体が接触している部分の出力が上昇するから全
体としての出力が増加することになる等の効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の低圧水銀灯を示す一部縦断側
面図、第２図は、本発明の一実施例を示す一部縦
断側面図、第３図は、低圧水銀灯の管軸方向にお
ける照度の相対出力を示す特性図、第４図は、発
光部の外径差（Ｄ−ｄ）をパラメータとしたラン
プの相対出力を示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】１紫外線を放射する直管状の低圧水銀灯２１の
周囲に紫外線透過性の管状の筒体５を設置し、該
筒体の外周内に液体を通過させて該液体に紫外線
を照射する水処理装置において、前記低圧水銀灯
は、直管状の発光部の少なくとも２個所以上を大
径とし、該大径部を前記筒体に接触させたことを
特徴とする低圧水銀灯。２前記低圧水銀灯の電極間距離１cm当りの入力
が３〜12W／cmである特許請求の範囲第１項記載
の低圧水銀灯。３前記低圧水銀灯の発光長が500mm以上である
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の低圧水銀
灯。４前記低圧水銀灯の大径部と小径部との外径差
（Ｄ−ｄ）が１〜４mmである特許請求の範囲第１
項乃至第３項のいずれかに記載の低圧水銀灯。５前記低圧水銀灯の大径部の管軸方向の長さ
（ｌ）が５〜30cmである特許請求の範囲第１項乃
至第４項のいずれかに記載の低圧水銀灯。６前記低圧水銀灯の少なくとも２個所以上の大
径部の管軸方向の間隔（Ｌ）が発光長の2/3以内
である特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
かに記載の低圧水銀灯。