(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過ガラスより成る第１の基板と、可視光透過ガラスより成る第２の基板とを所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を気密に封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内部に紫外線放射ガスを封入し、さらに、上記第２の基板の内面に、一対の帯状の放電電極を所定の間隙を隔てて並設すると共に、気密容器内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体を被着して成る紫外線発光放電管であって、上記蛍光体は、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体の何れか１種以上が適宜選択されて、上記第２の基板の内面に被着され、また、上記放電電極には複数の貫通孔が所定の間隔を設けて形成されていることを特徴とする紫外線発光放電管。
【請求項２】
紫外線透過ガラスより成る第１の基板と、紫外線透過ガラスより成る第２の基板とを所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を気密に封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内部に紫外線放射ガスを封入し、また、上記第２の基板の内面に、一対の帯状の放電電極を所定の間隙を隔てて並設し、さらに、上記第２の基板の外面に、気密容器内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体を被着して成る紫外線発光放電管であって、上記蛍光体は、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体の何れか１種以上が適宜選択されて、上記第２の基板の外面に被着され、また、上記放電電極には複数の貫通孔が所定の間隔を設けて形成されていることを特徴とする紫外線発光放電管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、殺菌、オゾン生成、光触媒活性化等の作用を有する波長の紫外線を放射する紫外線発光放電管に係り、特に、紫外線生成量の減少・有無を検知して寿命を適切に判断することのできる紫外線発光放電管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２５４ｎｍの波長の紫外線は殺菌作用が顕著であり、また、１８５ｎｍの波長の紫外線は空気中の酸素に作用して殺菌力・脱臭力に優れたオゾンを生成し、さらに、３００〜４００ｎｍ（特に、３６０ｎｍ）の波長の紫外線は光触媒活性化作用を有していることから、上記波長の紫外線を放射する紫外線発光放電管が広く利用されている。
図７は、斯かる従来の紫外線発光放電管の一例を示すものであり、該紫外線発光放電管70は、紫外線透過ガラスより成る一対の直管部72，72と、両直管部72，72を連通接続する曲管部74と、上記直管部72，72の開口を溶融封止して成る封止部76とから構成される気密容器78と、該気密容器78内の両端封止部76近傍にそれぞれ配置された一対の放電電極80，80と、各放電電極80に接続されたリード線82とを備えて成る。
上記気密容器78内には、アルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガスやキセノンを主体とした紫外線放射ガスが充填されている。
上記紫外線発光放電管70にあっては、一対の放電電極80，80間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が放射されるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記紫外線発光放電管70の気密容器78内で放電が生成された場合、上記紫外線放射ガスからは、様々な波長の紫外線と共に、４１０ｎｍ程度の波長の青色可視光も放射されるようになっている。このため、通常は、上記青色可視光によって紫外線発光放電管70の交換時期を判断しており、青色可視光が視認できなくなった時点や、青色可視光の発光強度が小さくなった時点で新しい紫外線発光放電管70に交換しているのが実状であった。
【０００４】
しかしながら、上記紫外線発光放電管70は、先ず初めに紫外線の放射量が減少・消滅し、その後、青色可視光の放射量が減少・消滅していくものであるため、上記青色可視光の視認によっては、紫外線発光放電管70からの紫外線放射量の減少・有無を検知し、紫外線発光放電管70の交換時期を適切に判断することはできなかった。
すなわち、紫外線の放射量が著しく減少或いは消滅している場合には、紫外線による殺菌作用、オゾン生成作用、光触媒活性化作用が殆ど得られないため紫外線発光放電管70を交換すべきであるにも拘わらず、上記青色可視光が十分に放射されていると、紫外線発光放電管70を交換することなく使用し続けるといった事態が生じることとなるからである。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紫外線発光放電管の紫外線放射量の減少・有無を検知し、紫外線発光放電管の交換時期を適切に判断することすることのできる紫外線発光放電管の実現にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る紫外線発光放電管にあっては、紫外線透過ガラスより成る第１の基板と、可視光透過ガラスより成る第２の基板とを所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を気密に封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内部に紫外線放射ガスを封入し、さらに、上記第２の基板の内面に、一対の帯状の放電電極を所定の間隙を隔てて並設すると共に、気密容器内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体を被着して成る紫外線発光放電管であって、上記蛍光体は、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体の何れか１種以上が適宜選択されて、上記第２の基板の内面に被着され、また、上記放電電極には複数の貫通孔が所定の間隔を設けて形成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記紫外線発光放電管にあっては、一対の放電電極間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成され、生成された紫外線の一部は、第１の基板を透過して気密容器外部へ放射される。気密容器外部へ放射された紫外線の中で、２２０ｎｍ未満の波長（特に１８５ｎｍ）の紫外線を利用すれば、空気中の酸素に作用してオゾン（Ｏ３）を生成することができる。また、２５４ｎｍの波長の紫外線を利用すれば、殺菌を行うことができる。さらに、３００〜４００ｎｍの波長の紫外線を利用すれば、光触媒の活性化が可能である。
【０００８】
また、気密容器内部で生成された紫外線の一部は、第２の基板内面に被着された蛍光体に照射され、斯かる紫外線の照射を受けて蛍光体から可視光が発生し、発生した可視光は、第２の基板を透過して気密容器外部へ放射されることとなる。
従って、第２の基板を透過して気密容器外部へ放射された可視光の色調の変化を目視することにより、紫外線発光放電管の紫外線放射量の減少・有無を検知することができ、この結果、紫外線発光放電管の交換時期を適切に判断することが可能になる。すなわち、紫外線発光放電管の紫外線放射量が減少するに従って、上記蛍光体から発生する可視光の量も減少していき、可視光の色調が変化することから、斯かる可視光の色調変化を目視することで、紫外線発光放電管の紫外線放射量の減少・有無を検知することができるのである。
【０００９】
また、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体の１種以上が適宜選択されて、上記第２の基板の内面に被着されるので、オゾン生成作用を有する波長の紫外線、殺菌作用を有する波長の紫外線、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の内、選択した蛍光体の種類に対応した１種以上の紫外線の放射量の減少・有無を検知することができる。
【００１０】
本発明に係る他の紫外線発光放電管は、紫外線透過ガラスより成る第１の基板と、紫外線透過ガラスより成る第２の基板とを所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を気密に封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内部に紫外線放射ガスを封入し、また、上記第２の基板の内面に、一対の帯状の放電電極を所定の間隙を隔てて並設し、さらに、上記第２の基板の外面に、気密容器内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体を被着して成る紫外線発光放電管であって、上記蛍光体は、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体の何れか１種以上が適宜選択されて、上記第２の基板の外面に被着され、また、上記放電電極には複数の貫通孔が所定の間隔を設けて形成されていることを特徴とする。
上記紫外線発光放電管にあっては、第２の基板を透過した紫外線が、第２の基板外面に被着された蛍光体に照射され、斯かる紫外線の照射を受けて蛍光体から可視光が発生することとなり、この可視光の色調の変化を目視することにより、紫外線発光放電管の紫外線放射量の減少・有無を検知することができ、この結果、紫外線発光放電管の交換時期を適切に判断することが可能になる。
【００１１】
本発明の上記紫外線発光放電管において、第２の基板の内面に並設した一対の帯状の放電電極に、複数の貫通孔を形成したことにより、電圧印加時において、貫通孔エッヂ部の電界強度が高まり、放電開始時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係る光触媒付放電管の実施形態を説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る第１の紫外線発光放電管10を示すものであり、該紫外線発光放電管10は、石英ガラス等の紫外線透過ガラスより成る第１の基板12と、鉛ガラス等の可視光透過ガラスより成る第２の基板14とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板12，14周縁を低融点ガラス等の封着材16を介して気密に封止して略扁平直方体形状の気密容器18を形成し、該気密容器18内にアルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスを充填して成る。
【００１３】
また、上記第２の基板14の内面には、一対の帯状の放電電極20，20が所定の間隙を隔てて並設されている。該放電電極20の一端は上記封着材16内部に埋設されており、他端は封着材16を貫通して気密容器18外部へ導出されている。この放電電極20は、Ｆｅ−Ｎｉ合金や４２６合金等で構成されており、気密容器18内に位置する放電電極20の構成部分には、複数の貫通孔22が所定の間隔を設けて形成されている。この貫通孔22を形成したことにより、電圧印加時において、貫通孔22エッヂ部の電界強度が高まり、放電開始時間の短縮を図ることができる。
【００１４】
さらに、上記第２の基板14の内面には、蛍光体24が被着されている。この蛍光体36は、気密容器18内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成されている。
例えば、上記蛍光体24は、オゾン生成作用を有する２２０ｎｍ未満の波長（特に１８５ｎｍ）の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成することができる。
具体的には、１８５ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の緑色可視光の発光強度の大きいＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｍｎ、１８５ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の赤色可視光の発光強度の大きい（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ等を含む材料で構成することができる。
また、上記蛍光体24を、殺菌作用を有する２５４ｎｍの波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成しても良い。
具体的には、２５４ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の黄緑色可視光の発光強度の大きいＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ等を含む材料で構成することができる。
勿論、オゾン生成作用を有する１８５ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合及び殺菌作用を有する２５４ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の何れの場合にも、可視光の発光強度の大きい材料、例えば、赤色可視光を発生するＹ２Ｏ３Ｅｕや緑色可視光を発生するＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ等を含む材料で、上記蛍光体36を構成することもできる。
さらに、上記蛍光体24を、光触媒活性化作用を有する３００〜４００ｎｍ（特に３６０ｎｍ）の波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成することもできる。
具体的には、３６０ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の緑色可視光の発光強度の大きいＺｎＯ：Ｚｎ、３６０ｎｍ波長の紫外線の照射を受けた場合の青色可視光の発光強度の大きいＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ等を含む材料で構成することができる。
尚、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24及び光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24の１種以上を適宜選択して、上記第２の基板14の内面に被着しても良い。
【００１５】
上記第１の紫外線発光放電管10にあっては、一対の放電電極20，20間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成され、生成された紫外線の一部は、第１の基板12を透過して気密容器18外部へ放射される。気密容器18外部へ放射された紫外線の中で、２２０ｎｍ未満の波長（特に１８５ｎｍ）の紫外線を利用すれば、空気中の酸素に作用してオゾン（Ｏ３）を生成することができる。また、２５４ｎｍの波長の紫外線を利用すれば、殺菌を行うことができる。さらに、３００〜４００ｎｍの波長の紫外線を利用すれば、光触媒の活性化が可能である。
尚、一定濃度以上のオゾンは人体に有害であることから、本発明の紫外線発光放電管10を例えば冷蔵庫の内部に設置して使用するような場合には、上記第１の基板12を、オゾン生成作用が顕著な１８５ｎｍの波長を越える波長の紫外線だけを透過させる硬質ガラス又は軟質ガラスで構成しても良い。
上記の通り、放電電極20，20間で放電が生成された場合、様々な波長の紫外線と共に、４１０ｎｍ程度の波長の青色可視光も生成される。
【００１６】
また、気密容器18内部で生成された紫外線の一部は、第２の基板14内面に被着された蛍光体24に照射され、斯かる紫外線の照射を受けて蛍光体24から可視光が発生し、発生した可視光は、第２の基板14を透過して気密容器18外部へ放射されることとなる。
このように第２の基板14は、蛍光体24で発生した可視光を気密容器18外部へ放射させる役割を担うものであることから、第１の基板12のように高価な石英ガラス等の紫外線透過ガラスで構成する必要が無く、比較的安価な鉛ガラス等の可視光透過ガラスで構成できる。尚、紫外線及び可視光の双方を透過する材料を用いて、第１の基板12及び第２の基板14を構成することも勿論可能である。
【００１７】
上記第２の基板14を透過して気密容器18外部へ放射された可視光の色調の変化を目視することにより、紫外線発光放電管10の紫外線放射量の減少・有無を検知することができ、この結果、紫外線発光放電管10の交換時期を適切に判断することが可能になる。すなわち、紫外線発光放電管10の紫外線放射量が減少するに従って、上記蛍光体24から発生する可視光の量も減少していき、可視光の色調が変化することから、斯かる可視光の色調変化を目視することで、紫外線発光放電管10の紫外線放射量の減少・有無を検知することができるのである。
【００１８】
上記蛍光体24を、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した場合には、当該蛍光体24から発生する可視光の色調の変化を目視することにより、特にオゾン生成作用を有する波長の紫外線放射量の減少・有無を検知することができるので、本発明の紫外線発光放電管10をオゾン生成に使用する場合に好適である。
【００１９】
また、上記蛍光体24を、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した場合には、当該蛍光体24から発生する可視光の色調の変化を目視することにより、特に殺菌作用を有する波長の紫外線放射量の減少・有無を検知することができるので、本発明の紫外線発光放電管10を殺菌に使用する場合に好適である。
【００２０】
さらに、上記蛍光体24を、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した場合には、当該蛍光体24から発生する可視光の色調の変化を目視することにより、特に光触媒活性化作用を有する波長の紫外線放射量の減少・有無を検知することができるので、本発明の紫外線発光放電管10を光触媒活性化に使用する場合に好適である。
【００２１】
尚、オゾン生成作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24、殺菌作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の照射を受けて可視光を発生する材料で構成した蛍光体24の１種以上を適宜選択して上記第２の基板14の内面に被着した場合には、オゾン生成作用を有する波長の紫外線、殺菌作用を有する波長の紫外線、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線の内、選択した蛍光体24の種類に対応した１種以上の紫外線の放射量の減少・有無を検知することができる。
【００２２】
図４に示すように、上記蛍光体24は、第２の基板14の外面に被着しても良い。但し、この場合には、第２の基板14を石英ガラス等の紫外線透過ガラスで構成する必要がある。この場合は、第２の基板14を透過した紫外線が、第２の基板14外面に被着された蛍光体24に照射され、斯かる紫外線の照射を受けて蛍光体24から可視光が発生することとなる。
【００２３】
図５は、本発明に係る第２の紫外線発光放電管30を示すものであり、この第２の紫外線発光放電管30は、第１の基板12の外面にアナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）より成る光触媒32が被着されると共に、第１の基板12内面に紫外線波長変換用蛍光体34が被着されており、その他の構成は、上記第１の紫外線発光放電管10と実質的に同一である。この第２の紫外線発光放電管30は、光触媒32を用いて空気や水の浄化を行うことができるものである。
【００２４】
上記紫外線波長変換用蛍光体34は、気密容器18内で生成される様々な波長の紫外線の中で、光触媒32の活性化に殆ど寄与しない３００ｎｍ未満の波長の紫外線を、光触媒32の活性化に適した３００〜４００ｎｍの波長の紫外線に変換するために設けられたものである。
具体的には、紫外線放射ガスがアルゴンと水銀とを混合して成る場合、水銀からは主として２５４ｎｍ及びその付近の波長の紫外線が生成されるため、上記紫外線波長変換用蛍光体34は、略２５４ｎｍの波長の紫外線を３００〜４００ｎｍの波長の紫外線に変換することのできる、例えば、ＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ７：Ｐｂ２＋、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ２＋等の少なくとも１種を含む材料で構成される。
また、紫外線放射ガスがキセノンを主体とする場合、キセノンからは主として２００ｎｍ以下の波長の紫外線（例えば１４７ｎｍ、１７２ｎｍ）が生成されるため、上記紫外線波長変換用蛍光体34は、２００ｎｍ以下の波長の紫外線を３００〜４００ｎｍの波長の紫外線に変換することのできる、例えば、ＹＰＯ４：Ｃｅ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ４：Ｃｅ等の少なくとも１種を含む材料で構成される。
【００２５】
上記第２の紫外線発光放電管30にあっては、一対の放電電極20，20間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成され、生成された紫外線の一部は、第１の基板12内面の紫外線波長変換用蛍光体34に照射されることにより、光触媒32の活性化に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換された後、第１の基板12を透過して光触媒32に照射される。この結果、光触媒32を効率よく活性化することができる。
また、気密容器18内部で生成された紫外線の一部は、第２の基板14内面に被着された蛍光体24に照射され、斯かる紫外線の照射を受けて蛍光体24から可視光が発生し、発生した可視光は、第２の基板14を透過して気密容器18外部へ放射されるので、この可視光の色調の変化を目視することにより、第２の紫外線発光放電管30の紫外線放射量の減少・有無を検知することができる。
【００２６】
尚、図６に示すように、上記蛍光体24と紫外線波長変換用蛍光体34とを、層状に被着しても良い。また、図示は省略するが、蛍光体24と紫外線波長変換用蛍光体34とを混合して用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る紫外線発光放電管にあっては、気密容器内部で生成された紫外線の照射を受けて可視光を発生する蛍光体を設けたことから、当該蛍光体から発生する可視光の色調の変化を目視することにより、紫外線発光放電管の紫外線放射量の減少・有無を検知することができ、この結果、紫外線発光放電管の交換時期を適切に判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１の紫外線発光放電管を示す断面図である。
【図２】  本発明に係る第１の紫外線発光放電管を示す平面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】  第１の紫外線発光放電管の変形例を示す断面図である。
【図５】  本発明に係る第２の紫外線発光放電管を示す断面図である。
【図６】  第２の紫外線発光放電管の変形例を示す断面図である。
【図７】  従来の紫外線発光放電管を示す断面図である。
【符号の説明】
10  第１の紫外線発光放電管
12  第１の基板
14  第２の基板
18  気密容器
20  放電電極
24  蛍光体
30  第２の紫外線発光放電管
32  光触媒
34  紫外線波長変換用蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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