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JP2021051936A - Barrier discharge lamp and UV irradiation unit - Google Patents

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JP2021051936A
JP2021051936A JP2019174685A JP2019174685A JP2021051936A JP 2021051936 A JP2021051936 A JP 2021051936A JP 2019174685 A JP2019174685 A JP 2019174685A JP 2019174685 A JP2019174685 A JP 2019174685A JP 2021051936 A JP2021051936 A JP 2021051936A
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JP
Japan
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arc tube
external electrode
barrier discharge
discharge lamp
tube
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JP2019174685A
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Japanese (ja)
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棟興 聶
Toshin Nie
棟興 聶
弘喜 日野
Hiroyoshi Hino
弘喜 日野
啓資 矢内
Keisuke Yauchi
啓資 矢内
祥平 前田
Shohei Maeda
祥平 前田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

To provide a barrier discharge lamp having appropriate light emitting characteristics.SOLUTION: A barrier discharge lamp 1 includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, an external electrode 7, and a heat dissipation block 8. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The external electrode 7 covers the arc tube 2 at an angle of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. A heat radiating block 8 faces the arc tube 2 with the external electrode 7 interposed therebetween.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプおよび紫外線照射ユニットに関する。 Embodiments of the present invention relate to barrier discharge lamps and UV irradiation units.

従来、基板の洗浄や改質を目的として使用されるバリア放電ランプが知られている。バリア放電ランプは、誘電体である発光管の内部に配置された螺旋状の内部電極と発光管の外部に配置された外部電極とを交流電源に接続することで発生する誘電体バリア放電により、発光管の内部に収容されたガスに応じた特定の波長を有する紫外光を放射する。 Conventionally, barrier discharge lamps used for the purpose of cleaning and modifying substrates are known. The barrier discharge lamp is a dielectric barrier discharge generated by connecting a spiral internal electrode arranged inside the arc tube, which is a dielectric, and an external electrode arranged outside the arc tube to an AC power source. It emits ultraviolet light having a specific wavelength according to the gas contained inside the arc tube.

特開2013−211164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-21164

上記のようなバリア放電ランプにおいては、例えば外部電極の寸法等により、適正な発光特性が得られない場合があった。 In the barrier discharge lamp as described above, proper light emission characteristics may not be obtained depending on, for example, the dimensions of the external electrodes.

本発明が解決しようとする課題は、適正な発光特性を有するバリア放電ランプおよび紫外線照射ユニットを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a barrier discharge lamp and an ultraviolet irradiation unit having appropriate light emitting characteristics.

実施形態のバリア放電ランプは、円筒状の発光管と、内部電極と、外部電極と、放熱ブロックとを具備する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極は、発光管の内部に配置され、発光管の管軸方向に延在する。外部電極は、発光管の周方向に180[°]以上300[°]以下の角度で発光管を覆う。放熱ブロックは、外部電極を挟んで発光管と向かい合う。 The barrier discharge lamp of the embodiment includes a cylindrical arc tube, an internal electrode, an external electrode, and a heat dissipation block. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the axial direction of the arc tube. The external electrode covers the arc tube at an angle of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube. The heat dissipation block faces the arc tube with an external electrode in between.

本発明によれば、適正な発光特性を有することができる。 According to the present invention, it is possible to have appropriate light emission characteristics.

実施形態に係る紫外線照射ユニットを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet irradiation unit which concerns on embodiment. 図1のA−A断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 評価試験1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the evaluation test 1. 評価試験2の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the evaluation test 2.

以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ1は、円筒状の発光管2と、内部電極3と、外部電極7と、放熱ブロック8とを具備する。発光管2は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極3は、発光管2の内部に配置され、発光管2の管軸方向に延在する。外部電極7は、内部電極3と対向するように発光管2の外面2b側に設けられ、発光管2の周方向に180[°]以上300[°]以下の角度θ7で発光管2を覆う。放熱ブロック8は、外部電極7を挟んで発光管2と向かい合う。 The barrier discharge lamp 1 according to the embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, an external electrode 7, and a heat dissipation block 8. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 at an angle θ7 of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. .. The heat radiating block 8 faces the arc tube 2 with the external electrode 7 interposed therebetween.

また、以下に説明する実施形態に係る外部電極7は、0[mm]超1.0[mm]以下の厚みtを有する。 Further, the external electrode 7 according to the embodiment described below has a thickness t of more than 0 [mm] and 1.0 [mm] or less.

また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、バリア放電ランプ1を1または複数具備する。 Further, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment described below includes one or more barrier discharge lamps 1.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below do not limit the techniques disclosed by the present invention.

[実施形態]
図1は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを示す図であり、図2は、図1のA−A断面図である。図1および図2に示すように、実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、1または複数のバリア放電ランプ1、外部電極7、放熱ブロック8を有する。
[Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an ultraviolet irradiation unit according to an embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment has one or more barrier discharge lamps 1, an external electrode 7, and a heat dissipation block 8.

なお、説明を分かりやすくするために、図1および図2には、照射方向を正方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示している。また、図1では放熱ブロック8の図示を省略している。 For the sake of clarity, FIGS. 1 and 2 show a three-dimensional Cartesian coordinate system including a Z-axis whose positive direction is the irradiation direction. Further, in FIG. 1, the heat dissipation block 8 is not shown.

バリア放電ランプ1は、バリア放電ランプ1の外面側に設けられる外部電極7との間でバリア放電を行う。なお、本実施形態ではバリア放電ランプ1の外面側に外部電極7を有する構成としているが、バリア放電ランプ1と外部電極7とが組み合わされた形態、より具体的には後述する発光管2と外部電極7とが組み合された形態を「バリア放電ランプ」と称してもよいし、バリア放電ランプ1、外部電極7および放熱ブロック8が組み合わされた形態を「バリア放電ランプ」と称してもよい。 The barrier discharge lamp 1 performs barrier discharge with an external electrode 7 provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1. In the present embodiment, the external electrode 7 is provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1, but the barrier discharge lamp 1 and the external electrode 7 are combined, and more specifically, the arc tube 2 described later. The form in which the external electrode 7 is combined may be referred to as a "barrier discharge lamp", and the form in which the barrier discharge lamp 1, the external electrode 7 and the heat dissipation block 8 are combined may be referred to as a "barrier discharge lamp". Good.

図1および図2に示すように、バリア放電ランプ1は、発光管2、内部電極3、反射膜4、口金5、リード線6を有する。発光管2は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管2の材料としては、例えば波長200[nm]以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。具体的には、例えば、信越石英製合成石英F−310が発光管2の材料として使用できる。また、発光管2は、管軸方向(X軸方向)の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the barrier discharge lamp 1 has a light emitting tube 2, an internal electrode 3, a reflective film 4, a base 5, and a lead wire 6. The arc tube 2 is a cylindrical member that transmits ultraviolet light. Examples of the material of the arc tube 2 include synthetic quartz having a wavelength of 200 [nm] or less and a high vacuum ultraviolet transmittance. Specifically, for example, Shinetsu quartz synthetic quartz F-310 can be used as the material for the arc tube 2. Further, the arc tube 2 is hermetically sealed by being held by sealing members having a stem structure at both ends in the tube axis direction (X-axis direction).

また、発光管2の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば80〜200[kPa]のキセノンガスである。具体的には、例えば、93[kPa]のキセノンガスが発光管2の内部に充填される。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち1種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管2は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光(エキシマ光)を発することができる。液晶パネル用ガラスの表面を洗浄する用途では、例えば、波長172[nm]の真空紫外光を放射する発光管2を使用することができる。 Further, gas is sealed inside the arc tube 2. The gas is, for example, 80 to 200 [kPa] xenon gas. Specifically, for example, 93 [kPa] xenon gas is filled inside the arc tube 2. The gas may be composed of, for example, one type of krypton, xenon, argon, neon, etc., or a combination of a plurality of types. Further, the gas may include, for example, a halogen gas, if necessary. The arc tube 2 can emit ultraviolet light (excimer light) having a specific peak wavelength according to the type of the enclosed gas. In the application of cleaning the surface of the glass for a liquid crystal panel, for example, an arc tube 2 that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 [nm] can be used.

内部電極3は、発光管2の内部に配置される。内部電極3は、螺旋状の導体であるコイル部3aが発光管2の管軸方向に延在している。内部電極3は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極3は、全成分のうち50[%]以上の成分がタングステンである。特に、タングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンを内部電極3として適用すると、より高い寸法安定性を有することができる。具体的には、例えば、プランゼ製カリウムドープタングステンWK75が内部電極3の材料として使用できる。 The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2. In the internal electrode 3, a coil portion 3a, which is a spiral conductor, extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The internal electrode 3 is formed of, for example, a material containing tungsten. Specifically, the internal electrode 3 contains tungsten as a component of 50 [%] or more of all the components. In particular, when doped tungsten obtained by adding potassium or the like to tungsten is applied as the internal electrode 3, higher dimensional stability can be obtained. Specifically, for example, potassium-doped tungsten WK75 manufactured by Pluse can be used as a material for the internal electrode 3.

また、内部電極3の線径φは、例えば、0.5[mm]以上1.0[mm]以下とすることができる。また、内部電極3は、例えば、コイル部3aの管軸方向の間隔Pを、例えば10[mm]以上50[mm]以下とすることができる。具体的には、例えば、コイル部3aの間隔Pを30[mm]とした内部電極3を使用することができる。 Further, the wire diameter φ of the internal electrode 3 can be, for example, 0.5 [mm] or more and 1.0 [mm] or less. Further, for the internal electrode 3, for example, the distance P in the tube axis direction of the coil portion 3a can be set to, for example, 10 [mm] or more and 50 [mm] or less. Specifically, for example, the internal electrode 3 in which the distance P between the coil portions 3a is 30 [mm] can be used.

反射膜4は、発光管2の内面2aに設けられ、紫外光を発光管2の内部へ反射する。反射膜4の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜4は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜4は、発光管2の周方向に180[°]以上、例えば200[°]以上300[°]以下の角度θ4で配置される。また、反射膜4の管軸方向の長さL4は、内部電極3のコイル部3aの管軸方向の長さL3以上となるように配置される。これにより、発光管2で発生する紫外光を効率よく被照射体に向けて照射することで発光効率の低下を抑制することができる。 The reflective film 4 is provided on the inner surface 2a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light into the arc tube 2. Examples of the material of the reflective film 4 include silica. Further, the reflective film 4 is not limited to silica, and may be made of a material containing ultraviolet scattering particles such as alumina. The reflective film 4 is arranged at an angle θ4 of 180 [°] or more, for example, 200 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. Further, the length L4 of the reflective film 4 in the tube axis direction is arranged so as to be equal to or longer than the length L3 of the coil portion 3a of the internal electrode 3 in the tube axis direction. As a result, the decrease in luminous efficiency can be suppressed by efficiently irradiating the irradiated body with the ultraviolet light generated in the arc tube 2.

また、反射膜4は、良好な反射率を保持する観点から、例えば100[μm]以上300[μm]以下の膜厚となるように形成される。なお、反射膜4は、内部電極3のコイル部3aに接していてもよく、また離れていてもよい。ただし、実施形態の変形例に係るバリア放電ランプ1として、反射膜4を有しない態様も許容される。 Further, the reflective film 4 is formed so as to have a film thickness of, for example, 100 [μm] or more and 300 [μm] or less from the viewpoint of maintaining good reflectance. The reflective film 4 may be in contact with or separated from the coil portion 3a of the internal electrode 3. However, as the barrier discharge lamp 1 according to the modified example of the embodiment, a mode in which the reflective film 4 is not provided is also allowed.

外部電極7は、反射膜4が設けられた発光管2の内面2aに対応する発光管2の外面2b側に設けられる。外部電極7は、例えば、ステンレス製またはアルミニウム製とすることができる。 The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 corresponding to the inner surface 2a of the arc tube 2 provided with the reflective film 4. The external electrode 7 can be made of, for example, stainless steel or aluminum.

外部電極7は、発光管2の周方向に180[°]以上300[°]以下の角度θ7で配置される。角度θ7が180[°]未満だと、発光管2との接触面積が小さいことで紫外線照度が低下し、適正な発光特性が得られない。また、角度θ7が300[°]を超えると、放射された紫外光が被照射体に到達する前に外部電極7に干渉され、適正な発光特性が得られない。このため、外部電極7の角度θ7は、180[°]以上300[°]以下とされる。 The external electrode 7 is arranged at an angle θ7 of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. If the angle θ7 is less than 180 [°], the contact area with the arc tube 2 is small, so that the ultraviolet illuminance is reduced and proper emission characteristics cannot be obtained. Further, when the angle θ7 exceeds 300 [°], the emitted ultraviolet light interferes with the external electrode 7 before reaching the irradiated body, and proper light emission characteristics cannot be obtained. Therefore, the angle θ7 of the external electrode 7 is set to 180 [°] or more and 300 [°] or less.

また、外部電極7の厚みtは、例えば0[mm]超1.0[mm]以下、特に0.2[mm]以上0.8[mm]以下となるように形成される。厚みtが1.0[mm]を超えると、発光管2と外部電極7との嵌合性が低下し、発光管2の外面2bと外部電極7との間に隙間が生じやすくなることで、適正な発光特性が得られない場合がある。 Further, the thickness t of the external electrode 7 is formed so as to be, for example, more than 0 [mm] and 1.0 [mm] or less, particularly 0.2 [mm] or more and 0.8 [mm] or less. When the thickness t exceeds 1.0 [mm], the fitability between the arc tube 2 and the external electrode 7 is lowered, and a gap is likely to be formed between the outer surface 2b of the arc tube 2 and the external electrode 7. , Proper light emission characteristics may not be obtained.

放熱ブロック8は、外部電極7を挟んで発光管2と向かい合うように配置され、発熱したバリア放電ランプ1を放熱させる。放熱ブロック8は、例えば、アルミニウム製またはステンレス製とすることができる。なお、放熱ブロック8の内部に液体または気体の冷媒を流通させる流路を設け、放熱性をさらに高めてもよい。放熱ブロック8の内面8aと外部電極7の外面7aとは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、放熱ブロック8と外部電極7とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、必要に応じて、放熱ブロック8の内面8aおよび/または端面8bに絶縁処理を施し、外部電極7との導通を遮断してもよい。 The heat dissipation block 8 is arranged so as to face the arc tube 2 with the external electrode 7 interposed therebetween, and dissipates heat from the heat-generating barrier discharge lamp 1. The heat dissipation block 8 can be made of, for example, aluminum or stainless steel. The heat dissipation block 8 may be provided with a flow path for flowing a liquid or gas refrigerant to further improve the heat dissipation. The inner surface 8a of the heat radiating block 8 and the outer surface 7a of the outer electrode 7 may be in contact with each other or separated from each other, but when the heat radiating block 8 and the outer electrode 7 are brought into contact with each other, the heat radiating property can be improved. .. Further, if necessary, the inner surface 8a and / or the end surface 8b of the heat dissipation block 8 may be subjected to an insulating treatment to cut off the conduction with the external electrode 7.

また、図2に示した例では、外部電極7の角度θ7と、外部電極7の外面7aを発光管2の周方向に覆う放熱ブロック8の角度とが同じとなるように図示したが、これに限らず、互いに異なっていてもよい。言い換えると、発光管2の周方向の両端に位置する外部電極7の端部7bは、放熱ブロック8の端面8bから被照射体側(Z軸正方向側)に突出していてもよく、端面8bからZ軸負方向側に没入していてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 2, the angle θ7 of the external electrode 7 and the angle of the heat radiation block 8 that covers the outer surface 7a of the external electrode 7 in the circumferential direction of the arc tube 2 are shown to be the same. It is not limited to, and may be different from each other. In other words, the end portions 7b of the external electrodes 7 located at both ends in the circumferential direction of the arc tube 2 may protrude from the end surface 8b of the heat radiation block 8 toward the irradiated body side (Z-axis positive direction side), and may protrude from the end surface 8b. It may be immersed in the negative direction side of the Z axis.

口金5は、リード線6の一端側を覆うように配置され、発光管2の管軸方向の両端を支持する。口金5は、例えば、絶縁性のステアタイトを用いて形成される。また、口金5は、酸化アルミニウムなどの絶縁体で形成されても構わない。なお、口金5は、外部電極7と接触するように配置されてもよく、外部電極7と離間して配置されてもよい。 The base 5 is arranged so as to cover one end side of the lead wire 6 and supports both ends of the arc tube 2 in the tube axial direction. The base 5 is formed using, for example, an insulating steatite. Further, the base 5 may be formed of an insulator such as aluminum oxide. The base 5 may be arranged so as to be in contact with the external electrode 7, or may be arranged apart from the external electrode 7.

リード線6は、内部電極3と電気的に接続されている。また、リード線6は、発光管2の管軸方向の両端を支持する口金5から引き出され、交流電源に接続された図示しない点灯装置を介して外部電極7と電気的に接続されており、電極間に所定の電圧を印加させて発光管2を発光させることができる。点灯装置は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、交流電源からの電力をバリア放電ランプ1に供給可能に構成されている。点灯装置は、例えば周波数37kHzの正弦波を印加し、2.4kW程度のランプ電力でバリア放電ランプ1を点灯させることができる。なお、リード線6は、図1のように発光管2の一端側のみに設けられる構成に限定されず、例えば、発光管2の両端に設けられる構成であってもよい。 The lead wire 6 is electrically connected to the internal electrode 3. Further, the lead wire 6 is drawn from a base 5 that supports both ends of the arc tube 2 in the tube axial direction, and is electrically connected to the external electrode 7 via a lighting device (not shown) connected to an AC power supply. A predetermined voltage can be applied between the electrodes to cause the arc tube 2 to emit light. The lighting device includes an inverter capable of outputting high voltage and high frequency, and is configured to be able to supply electric power from an AC power source to the barrier discharge lamp 1. The lighting device can, for example, apply a sine wave having a frequency of 37 kHz to light the barrier discharge lamp 1 with a lamp power of about 2.4 kW. The lead wire 6 is not limited to the configuration provided only on one end side of the arc tube 2 as shown in FIG. 1, and may be provided on both ends of the arc tube 2, for example.

[評価試験1]
バリア放電ランプの試作品を用いて点灯試験を行い、発光管2を周方向に覆う外部電極7の角度θ7を120[°]から360[°]まで30[°]ごとに変化させて、紫外線照度および電力に対する影響についてそれぞれ評価した。図3に評価試験1の結果を示す。紫外線照度[mW/cm]は、照度計本体UIT−250(ウシオ電機社製)に接続した照度計ヘッドVUV−S172(ウシオ電機社製)を、バリア放電ランプに接触させて測定した。また、電力[W]は、オシロスコープTDS3012B(テクトロニクス社製)を用いて計測したバリア放電ランプの消費電力である。なお、図3では、外部電極7の角度θ7=180[°]のときの紫外線照度[mW/cm]および電力[W]の値を100[%]とする相対照度および相対電力に換算してそれぞれ示した。なお、外部電極7の厚みtは、0.5[mm]とした。
[Evaluation test 1]
A lighting test was conducted using a prototype of a barrier discharge lamp, and the angle θ7 of the external electrode 7 covering the arc tube 2 in the circumferential direction was changed from 120 [°] to 360 [°] in 30 [°] increments to obtain ultraviolet rays. The effects on illuminance and power were evaluated respectively. FIG. 3 shows the result of the evaluation test 1. The ultraviolet illuminance [mW / cm 2 ] was measured by bringing the illuminometer head VUV-S172 (manufactured by Ushio, Inc.) connected to the illuminometer main body UIT-250 (manufactured by Ushio, Inc.) into contact with the barrier discharge lamp. The electric power [W] is the power consumption of the barrier discharge lamp measured using the oscilloscope TDS3012B (manufactured by Tektronix). In FIG. 3, the values of the ultraviolet illuminance [mW / cm 2 ] and the power [W] when the angle θ7 of the external electrode 7 is θ7 = 180 [°] are converted into the relative illuminance and the relative power where the values are 100 [%]. Each is shown. The thickness t of the external electrode 7 was 0.5 [mm].

図3に示すように、相対照度は、角度θ7が180[°]以上300[°]以下の範囲において100[%]となり、適正な発光特性を有することが確認された。一方、相対照度は、角度θ7が180[°]未満および300[°]超では、100[%]とすることができなかった。 As shown in FIG. 3, the relative illuminance was 100 [%] in the range where the angle θ7 was 180 [°] or more and 300 [°] or less, and it was confirmed that the relative illuminance had appropriate light emission characteristics. On the other hand, the relative illuminance could not be 100 [%] when the angle θ7 was less than 180 [°] and more than 300 [°].

また、相対電力は、角度θ7が180[°]以上300[°]以下の範囲において100[%]以上とすることができた。一方、相対電力は、角度θ7が180[°]未満では、100[%]以上とすることができなかった。このことから、角度θ7が180[°]未満では相対電力が100[%]以上とすることができなかったため、バリア放電ランプに電力が入らなくなり、相対照度が100[%]未満となったと考えられる。一方、角度θ7が300[°]を超えると、発光管2が外部電極7により周方向に覆われる面積が増大し、発光管2より放出された紫外線が外部電極7により遮光されるため、相対照度が100[%]未満となったと考えられる。これらの結果より、適正な発光特性を有することができる外部電極7の角度θ7の条件が確認された。なお、角度θ7が210[°]〜300[°]のときに相対電力が100[%]超であるにもかかわらず相対照度が100[%]となったのは、発光管2に投入される電力と、発光管2が外部電極7により周方向に覆われる面積が増大し、発光管2より放出された紫外線が外部電極7により遮光される効果とが相殺されたためと考えられる。 Further, the relative power could be 100 [%] or more in the range where the angle θ7 was 180 [°] or more and 300 [°] or less. On the other hand, the relative power could not be 100 [%] or more when the angle θ7 was less than 180 [°]. From this, it is considered that the relative power could not be 100 [%] or more when the angle θ7 was less than 180 [°], so that the power did not enter the barrier discharge lamp and the relative illuminance became less than 100 [%]. Be done. On the other hand, when the angle θ7 exceeds 300 [°], the area covered by the external electrode 7 in the circumferential direction increases, and the ultraviolet rays emitted from the arc tube 2 are shielded by the external electrode 7, so that they are relative. It is considered that the illuminance was less than 100 [%]. From these results, the condition of the angle θ7 of the external electrode 7 capable of having appropriate light emission characteristics was confirmed. When the angle θ7 is 210 [°] to 300 [°], the relative illuminance is 100 [%] even though the relative power is over 100 [%], which is input to the arc tube 2. It is considered that this is because the power generated by the light emitting tube 2 and the area covered by the external electrode 7 in the circumferential direction are increased, and the effect that the ultraviolet rays emitted from the light emitting tube 2 are shielded by the external electrode 7 is offset.

[評価試験2]
バリア放電ランプの試作品を用いて点灯試験を行い、発光管2を周方向に覆う外部電極7の厚みtを0.2[mm]から1.2[mm]まで変化させて、発光管2との嵌合性および電力に対する影響についてそれぞれ評価した。図4に評価試験2の結果を示す。
[Evaluation test 2]
A lighting test was performed using a prototype of a barrier discharge lamp, and the thickness t of the external electrode 7 covering the arc tube 2 in the circumferential direction was changed from 0.2 [mm] to 1.2 [mm] to change the arc tube 2 The fitability with and the effect on power were evaluated respectively. FIG. 4 shows the results of the evaluation test 2.

嵌合性の評価は、発光管2からの外部電極7の脱落が容易でないこと、発光管2と外部電極7との密着性を判断基準とし、○:良好、△:密着性に問題あるが実使用上の問題なし、×:外部電極7が容易に脱落し、問題あり、と判定した。電力[W]は、オシロスコープTDS3012B(テクトロニクス社製)を用いて計測し、外部電極7の厚みt=0.4[mm]のときの電力の値を100[%]とする相対電力に換算して示した。なお、外部電極7の角度θ7は、236[°]とした。 The evaluation of the fitability is based on the fact that the external electrode 7 is not easily removed from the arc tube 2 and the adhesion between the arc tube 2 and the external electrode 7 as criteria. No problem in actual use, ×: The external electrode 7 was easily dropped off, and it was determined that there was a problem. The electric power [W] is measured using an oscilloscope TDS3012B (manufactured by Tektronix), and converted into a relative electric power in which the electric power value when the thickness t = 0.4 [mm] of the external electrode 7 is 100 [%]. Shown. The angle θ7 of the external electrode 7 was set to 236 [°].

図4に示すように、嵌合性は、厚みtが0.2[mm]以上1.0[mm]以下の範囲において実使用上問題なく、適正な発光特性を有することが確認された。特に、厚みtが0.2[mm]以上0.8[mm]以下の範囲では、嵌合性が良好であり、さらに適正な発光特性を有することが確認された。また、相対電力は、厚みtが0.2[mm]以上1.0[mm]以下の範囲において90[%]以上となり、適正な発光特性を有することが確認された。特に、厚みtが0.2[mm]以上0.8[mm]以下の範囲では、相対電力が100[%]となり、さらに適正な発光特性を有することが確認された。これらの結果より、適正な発光特性を有することができる外部電極7の厚みtの条件が確認された。 As shown in FIG. 4, it was confirmed that the fitability had appropriate light emitting characteristics without any problem in actual use in the range where the thickness t was 0.2 [mm] or more and 1.0 [mm] or less. In particular, it was confirmed that in the range of the thickness t of 0.2 [mm] or more and 0.8 [mm] or less, the fitting property was good and the light emitting characteristics were more appropriate. Further, the relative power was 90 [%] or more in the range where the thickness t was 0.2 [mm] or more and 1.0 [mm] or less, and it was confirmed that the relative power had appropriate light emission characteristics. In particular, when the thickness t was in the range of 0.2 [mm] or more and 0.8 [mm] or less, the relative power was 100 [%], and it was confirmed that the material had more appropriate light emission characteristics. From these results, the condition of the thickness t of the external electrode 7 capable of having appropriate light emitting characteristics was confirmed.

上述したように、実施形態に係るバリア放電ランプ1は、円筒状の発光管2と、内部電極3と、外部電極7と、放熱ブロック8とを具備する。発光管2は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極3は、発光管2の内部に配置され、発光管2の管軸方向に延在する。外部電極7は、内部電極3と対向するように発光管2の外面2b側に設けられ、発光管2の周方向に180[°]以上300[°]以下の角度θ7で発光管2を覆う。放熱ブロック8は、外部電極7を挟んで発光管2と向かい合う。これにより、適正な発光特性を有し、放熱性を確保することができる。 As described above, the barrier discharge lamp 1 according to the embodiment includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, an external electrode 7, and a heat dissipation block 8. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 at an angle θ7 of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. .. The heat radiating block 8 faces the arc tube 2 with the external electrode 7 interposed therebetween. As a result, it is possible to have appropriate light emission characteristics and ensure heat dissipation.

また、実施形態に係る外部電極7は、0[mm]超1.0[mm]以下の厚みtを有する。これにより、適正な発光特性を有することができる。 Further, the external electrode 7 according to the embodiment has a thickness t of more than 0 [mm] and 1.0 [mm] or less. Thereby, it is possible to have appropriate light emission characteristics.

また、実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、バリア放電ランプ1を1または複数具備する。これにより、適正な発光特性を有し、放熱性を確保することができる。 Further, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment includes one or a plurality of barrier discharge lamps 1. As a result, it is possible to have appropriate light emission characteristics and ensure heat dissipation.

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

1 バリア放電ランプ
2 発光管
3 内部電極
4 反射膜
7 外部電極
8 放熱ブロック
100 紫外線照射ユニット
1 Barrier discharge lamp 2 Light emitting tube 3 Internal electrode 4 Reflective film 7 External electrode 8 Heat dissipation block 100 Ultraviolet irradiation unit

Claims (3)

ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と;
前記発光管の内部に配置され、前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と;
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられ、前記発光管の周方向に180[°]以上300[°]以下の角度で前記発光管を覆う外部電極と;
前記外部電極を挟んで前記発光管と向かい合う放熱ブロックと;
を具備する、バリア放電ランプ。
With a cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
With an internal electrode arranged inside the arc tube and extending in the tube axis direction of the arc tube;
An external electrode provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode and covering the arc tube at an angle of 180 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube;
With a heat dissipation block facing the arc tube across the external electrode;
A barrier discharge lamp.
前記外部電極は、0[mm]超1.0[mm]以下の厚みを有する、請求項1に記載のバリア放電ランプ。 The barrier discharge lamp according to claim 1, wherein the external electrode has a thickness of more than 0 [mm] and 1.0 [mm] or less. 請求項1または2に記載のバリア放電ランプを1または複数具備する、紫外線照射ユニット。 An ultraviolet irradiation unit comprising one or a plurality of barrier discharge lamps according to claim 1 or 2.
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