放电灯和紫外线照射装置及其运用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及放电灯和紫外线照射装置及其运用方法。在备有内径８ｍｍ以上的由合成石英玻璃构成的玻璃管（１１）和在这个玻璃管两端上分开Ｌ（ｃｍ）间隔的一对灯丝（２１ａ，２１ｂ），在灯管内部封入稀有气体和至少包含水银的金属的放电灯中，点亮时的灯电压Ｖ（Ｖ），灯电流Ｉ（Ａ），灯丝间距离Ｌ（ｃｍ），和放电路径的内径Ｄ（ｍｍ）具有下列关系式：（Ｖ－Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（Ｄ.Ｉ）并且，２．６≤Ｘ≤４．２。但是，Ｖｆ是与点亮放电灯的电源有关的常数因子，用１ｋＨｚ以上的高频电源点亮放电灯时Ｖｆ＝１０，用１ｋＨｚ以下的电源点亮放电灯时Ｖｆ＝５０。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辐射短波长区域的紫外线能量的放电灯，并且涉及使用它的紫外线照射装置，本专利技术可以用于有机物的分解处理·杀菌·消毒等领域。
技术介绍
因为220nm以下的短波长区域的紫外线具有很强的能量，所以现在正用于有害物和有机物的分解等许多方面。图6表示至今已知的闭锁型的用于处理液体的紫外线照射装置的一个例子。将放电灯30存放在外管(保护管)20内，将外管20放在不锈钢制的圆筒1内，将被处理液体导入该圆筒1内接受从放电灯30发出的紫外线的照射。作为放电灯30，例如可以使用辐射185nm波长区域的紫外线的低压水银蒸气放电灯。放电灯30的发光管泡10是由紫外线透过性卓越的石英玻璃制成的。将放电灯30存放在具有紫外线透过性的外管(保护管)20的内部，液体密封地隔离该放电灯30与被处理液体。该外管20也是由紫外线透过性卓越的石英玻璃制成的。用法兰盘1a，1b封闭圆筒1的两端，从进水口1c取入的被处理液体在通过圆筒1内的过程中受到紫外线的照射后，从出水口1d排出。被处理液体从进水口1c向出水口1d流过圆筒1内，但是为了使被处理液体不直接短路径地通过，具有在途中配置多块(图中为5块)返流板1e～1i的构造。此外，为了简单起见，在图6中画出了只搭载1个放电灯30的装置，但是实用中使用多灯式的大容量装置的情形是很多的。从放电灯30发出的紫外线透过外管10，照射在被处理液体上。照射的紫外线例如起着如下列反应式所示地将存在于水中的有机物分解成无害的CO，CO2，H2O的作用。 (n，m，k为1，2，3，........)可是，我们知道低压水银蒸气放电灯可以作为短波长区域的紫外光源，但是至今的低压水银蒸气放电灯主要用作荧光灯和杀菌灯。荧光灯是通过荧光体将发射的254nm的紫外线变换成可见光的放电灯。同样，杀菌灯是利用254nm紫外线的放电灯。尽管许多研讨都是关于254nm紫外线辐射的，但是人们对于与本专利技术有关的185nm的辐射也十分关心，这是不言而喻的。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题提出的，本专利技术的目的是为了提供能够提高低压水银蒸气放电灯中的185nm紫外线辐射效率，并且提高该紫外线的维持率，节省能量，节省维护的放电灯和利用它的紫外线照射装置及其运用方法。 与本专利技术有关的放电灯的特征是它备有内径8mm以上的由合成石英玻璃构成的玻璃管和在这个玻璃管两端上分开L(cm)间隔的一对灯丝，在玻璃管内部封入稀有气体和至少包含水银的金属的放电灯中，点亮时的灯电压V(V)，灯电流I(A)，灯丝间距离L(cm)，和放电路径的内径D(mm)具有下列关系式(V-Vf)/L=X/(D·I)]]>并且，2.6≤X≤4.2。 但是，Vf是与点亮放电灯的电源有关的常数因子，用1kHz以上的高频电源点亮放电灯时Vf＝10，用1kHz以下的电源点亮放电灯时Vf＝50。 我们将在后面进行详细的述说，如果根据本专利技术，通过上述关系式那样地设定条件，则能够使低压水银蒸气放电灯高效率地辐射185nm紫外线，并能够确保长寿命。 与本专利技术有关的紫外线照射装置的特征是备有具有上述那样构成的放电灯，和将从该放电灯辐射出来的紫外线照射在处理对象上的处理装置。从而，因为搭载了对于185nm紫外线确保高效率·长寿命的放电灯，所以能够提供节省能量型的运用成本低廉的紫外线照射装置。 与本专利技术有关的紫外线照射装置的运用方法是运用具有上述那样构成的上述紫外线照射装置的方法，它的特征是在上述处理装置中设置多个上述放电灯，在设置的多个放电灯中使所定数目的放电灯熄灭而点亮其余的放电灯，随着时间的经过变更这个熄灭和点亮的放电灯的组合。从而，通过间隔地点亮并使用数目比设置的放电灯的总数少的放电灯，随着时间的经过变更这个间隔点亮的组合，反复使用放电灯，能够延长一齐交换放电灯的期间，节省交换维护的时间，能够使长期间的工作成为可能。 附图说明 图1是表示与本专利技术有关的放电灯的一个实施例的侧面截面略图。 图2是例示根据由与本专利技术有关的放电灯的一个实施例进行的实验结果的“电位梯度”和“185nm紫外线辐射效率”的关系的曲线图。 图3是例示根据由与本专利技术有关的放电灯的一个实施例进行的实验结果的“放电灯电流”和最佳“电位梯度”的关系的曲线图。 图4是例示根据由与本专利技术有关的放电灯的一个实施例进行的实验结果的，与“灯电流”的各个值对应的，玻璃管内径和最佳“电位梯度”的关系的曲线图。 图5是例示在使用与本专利技术有关的放电灯的紫外线照射装置中随着时间经过处理能力变化的实验结果与已有装置进行比较的曲线图。 图6是表示使用已有放电灯的紫外线照射装置的一个例子的侧面截面略图。 具体实施方式 下面，我们参照附图说明本专利技术的实施形态。 图1表示与本专利技术有关的放电灯的一个实施例。首先，我们说明这个放电灯31的基本构造，放电灯31包含由合成石英玻璃构成的玻璃管11，在该玻璃管11内配置在它的两端的一对灯丝21a，21b，设置在该玻璃管11两端的密封部分2a，2b和灯头部分3a，3b。灯丝21a，21b成为例如涂敷了氧化钡系的发射体。这些灯丝21a，21b分别由从密封部分2a，2b伸出的内引线22a～22d保持着。灯头部分3a，3b是由陶瓷制成的，在一个灯头部分3a中备有一对电端子31a，31b。密封部分2a，2b由钼箔24a～24d保持气密性，并且通过内引线22a～22d，钼箔24a～24d，外引线25a，25b和26，担当起使灯丝21a，21b与电端子31a，31b电连接的作用。在玻璃管11内封入约20mg的水银和约400Pa的稀有气体。此外，在图示的例子中，作为一个例子，放电灯31是作为2个端子型的放电灯构成的。即，一个灯丝21a的一端通过内引线22b，钼箔24b，外引线25a与一个电端子31a连接，另一个灯丝21b的一端通过内引线22c，钼箔24c，外引线25b，26与另一个电端子31b连接。 与本实施例有关的放电灯31的特征是由合成石英玻璃构成玻璃管11，和在为了高效率地发射波长185nm紫外线的所定条件下决定该放电灯31的尺寸(管泡内径和灯丝间距离等)。现在我们来说明这一点，与本实施例有关的放电灯31的特征是当令由合成石英玻璃构成的玻璃管11的内径D(单位是mm)的尺寸在8mm以上，灯丝21a，21b的间隔为L(单位是cm)，点亮时的灯电压为V(单位是V(伏))，灯电流为I(单位是A(安))时，使各值的关系具有下列关系式那样地设定各值(V-Vf)/L=X/(D·I)]]>但是，2.6≤X≤4.2这里，Vf是阳极电压降，是由点亮放电灯的电源唯一地决定的因子(常数因子)，用1kHz以上的高频电源点亮放电灯时Vf＝10，用1kHz以下的电源点亮放电灯时Vf＝50。 其次，我们说明作为为了高效率地发射波长185nm紫外线的条件，导出上述那样的关系式的根据。 本专利技术者们准备好多个具有各种尺寸的由基本构造如图1所示的构造构成的低压水银蒸气放电灯31，以它们为对象进行种种实验，评价放电灯的电特性与185nm紫外线强度的关系。具体地说，在这个实验中所用的各放电灯的尺寸是用内径8mm，13mm，18mm，23本文档来自技高网...

【技术保护点】
放电灯，它的特征是在备有内径８ｍｍ以上的由合成石英玻璃构成的玻璃管和在这个玻璃管两端上分开Ｌ（ｃｍ）间隔的一对灯丝，在灯管内部封入稀有气体和至少包含水银的金属的放电灯中，点亮时的灯电压Ｖ（Ｖ），灯电流Ｉ（Ａ），灯丝间距离Ｌ（ｃｍ）， 和放电路径的内径Ｄ（ｍｍ）具有下列关系式：（Ｖ－Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（＊.＊）并且２．６≤Ｘ≤４．２。但是，Ｖｆ是与点亮放电灯的电源有关的常数因子，用１ｋＨｚ以上的高频电源点亮放电灯时Ｖｆ＝１０，用１ｋＨｚ以下的电源点亮放电灯时Ｖｆ ＝５０。

【技术特征摘要】
JP 2001-6-14 2001-1799721.放电灯，它的特征是在备有内径8mm以上的由合成石英玻璃构成的玻璃管和在这个玻璃管两端上分开L(cm)间隔的一对灯丝，在灯管内部封入稀有气体和至少包含水银的金属的放电灯中，点亮时的灯电压V(V)，灯电流I(A)，灯丝间距离L(cm)，和放电路径的内径D(mm)具有下列关系式(V-Vf)/L=X/(D·I)]]>并且2.6≤X≤4.2。但是，Vf是与点亮放电灯的电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野浩二，
申请(专利权)人：株式会社日本光电科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]