(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径８ｍｍ〜２３ｍｍの合成石英ガラスからなるガラス管と、このガラス管の両端にＬ（ｃｍ）の間隔で一対のフィラメントとを備え、内部に希ガスと少なくとも水銀を含む金属とを封入してなる放電灯を、０．４Ａ〜１．４Ａのランプ電流で動作させ、点灯時のランプ電圧Ｖ（Ｖ）と、ランプ電流Ｉ（Ａ）、フィラメント間距離Ｌ（ｃｍ）、放電路の内径Ｄ（ｍｍ）について、次なる関係式を有し、１８５ｎｍ波長の紫外線放射に適することを特徴とする放電灯。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）  かつ、
２.６  ≦  Ｘ  ≦  ４.２。
ただし、Ｖｆは点灯電源に依存する定数要因で、１ｋＨＺ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０とし、１ｋＨＺ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０とする。
【請求項２】
紫外線を処理対象に対して照射する処理装置における紫外線照射装置であって、内径８ｍｍ〜２３ｍｍの合成石英ガラスからなるガラス管と、このガラス管の両端にＬ（ｃｍ）の間隔で一対のフィラメントとを備え、内部に希ガスと少なくとも水銀を含む金属とを封入してなる放電灯を内装してなり、この放電灯を、０．４Ａ〜１．４Ａのランプ電流で動作させ、かつ、点灯時のランプ電圧Ｖ（Ｖ）と、ランプ電流Ｉ（Ａ）、フィラメント間距離Ｌ（ｃｍ）、放電路の内径Ｄ（ｍｍ）について、次なる関係式を有するように運転し、１８５ｎｍ波長の紫外線放射に適することを特徴とする紫外線照射装置。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）  かつ、
２.６  ≦  Ｘ  ≦  ４.２。
ただし、Ｖｆは点灯電源に依存する定数要因で、１ｋＨＺ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０とし、１ｋＨＺ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０とする。
【請求項３】
前記請求項２に記載の紫外線照射装置を運用する方法であって、前記処理装置において前記放電灯を複数灯設置し、設置された複数灯のうち所定数を消灯し残りを点灯し、この消灯及び点灯する放電灯の組み合わせを時間的経過に従い変更するようにしたことを特徴とする紫外線照射装置の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短波長域の紫外線エネルギーを放射する放電灯に関し、また、それを使用した紫外線照射装置に関するものであり、有機物の分解処理・殺菌・消毒等の分野で利用されるものである。
【０００２】
【従来技術】
２２０ｎｍ以下の短波長域の紫外線は強いエネルギーを有することから、有害物や有機物の分解など多岐にわたって利用されている。図６は、従来知られた閉鎖型の液体処理用紫外線照射装置の一例を示す。放電灯３０を外管（保護管）２０内に収納したものが、ステンレス製のシリンダー１内に収容され、被処理液体が該シリンダー１内に導入されて放電灯３０から発光した紫外線が照射される。放電灯３０としては、例えば１８５ｎｍの波長域の紫外線を放射する低圧水銀蒸気放電灯が使用される。放電灯３０の発光管バルブ１０は紫外線透過性に優れた石英ガラスからできている。放電灯３０は紫外線透過性の外管（保護管）２０の内部に収納され、該放電灯３０が被処理液体から液密に隔離される。かかる外管２０も紫外線透過性に優れた石英ガラスでできている。シリンダー１の両端はフランジ１ａ，１ｂで閉じられており、入水口１ｃから取り入れられた被処理液体が、シリンダー１内を通過する過程で紫外線が照射され、出水口１ｄから排出される。被処理液体は、入水口１ｃから出水口１ｄに向かってシリンダー１内を流れることになるが、被処理液体がショートパスしないように、途中に複数枚（図では５枚）の還流板１ｅ〜１ｉを配置した構造になっている。なお、便宜上、図６には放電灯３０を１灯だけ搭載した装置を図示したが、実用的には多灯式の大容量装置が使用される場合が多い。放電灯３０から発せられた紫外線は、外管２０を透過し、被処理液体に照射される。照射された紫外線は、例えば水中に存在する有機物を次式のように無害なＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏに分解する作用を果たすことになる。
【０００３】
Ｈ２Ｏ  ＋  ｈν（１８５ｎｍ）→  Ｈ  ＋  ＯＨラジカル
Ｃｎ  Ｈｍ  Ｏｋ  ＋  ＯＨラジカル  →  ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ
（ｎ，ｍ，ｋ，  は  １，２，３，……）
【０００４】
ところで、短波長域の紫外光源として低圧水銀蒸気放電灯が知られているが、これまでの低圧水銀放電灯は主に蛍光ランプや殺菌ランプの応用に重点がおかれてきた。蛍光ランプは発光する２５４ｎｍの紫外線を蛍光体で可視光に変換する放電灯である。同様に殺菌ランプは２５４ｎｍの紫外線を利用する放電灯である。いずれも２５４ｎｍの紫外線の放射に関しては多くの検討がなされているものの、本発明に関与する１８５ｎｍの放射については十分に関心が払われているとは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低圧水銀蒸気放電灯における１８５ｎｍの紫外線放射効率向上を図ると共に、当該紫外線の維持率を高め、省エネルギー・省メンテナンスを図った、放電灯及びそれを利用した紫外線照射装置並びにその運用方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電灯は、内径８ｍｍ〜２３ｍｍの合成石英ガラスからなるガラス管と、このガラス管の両端にＬ（ｃｍ）の間隔で一対のフィラメントとを備え、内部に希ガスと少なくとも水銀を含む金属とを封入してなる放電灯を、０．４Ａ〜１．４Ａのランプ電流で動作させ、点灯時のランプ電圧Ｖ（Ｖ）と、ランプ電流Ｉ（Ａ）、フィラメント間距離Ｌ（ｃｍ）、放電路の内径Ｄ（ｍｍ）について、次なる関係式を有し、１８５ｎｍ波長の紫外線放射に適することを特徴とするものである。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）  かつ、
２.６  ≦  Ｘ  ≦  ４.２。
ただし、Ｖｆは点灯電源に依存する定数要因で、１ｋＨＺ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０とし、１ｋＨＺ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０とする。
【０００７】
詳細は後述するが、上記関係式のように条件設定することによって、本発明によれば、低圧水銀蒸気放電灯において１８５ｎｍの紫外線を効率よく放射させ、長寿命を確保させることができる。
【０００８】
本発明に係る紫外線照射装置は、上記のような構成からなる放電灯と、この放電灯から放射される紫外線を処理対象に対して照射する処理装置とを備えたことを特徴とする。これにより、１８５ｎｍ紫外線に対して高効率・長寿命を確保した放電灯を搭載しているので、省エネルギー形のランニングコストの安い紫外線照射装置を提供できる。
【０００９】
本発明に係る紫外線照射装置の運用方法は、上記のような構成からなる前記紫外線照射装置を運用する方法であって、前記処理装置において前記放電灯を複数灯設置し、設置された複数灯のうち所定数を消灯し残りを点灯し、この消灯及び点灯する放電灯の組み合わせを時間的経過に従い変更するようにしたことを特徴とする。これにより、設置した放電灯の総数よりも少ない数の放電灯を間引き点灯使用し、この間引き点灯の組み合わせを時間的経過に従い変更して、使い回しすることで、放電灯の一斉交換期間を延長させることができ、交換メンテナンスの手間を省き、長期間にわたる稼動を可能にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明する。
【００１１】
図１に本発明に係る放電灯の一実施例を示す。まず、この放電灯３１の基本的構造について説明すると、放電灯３１は、合成石英ガラスからなるガラス管１１と、該ガラス管１１内でその両端に配置された一対のフィラメント２１ａ，２１ｂと、該ガラス管１１の両端に設けられたシール部２ａ，２ｂおよび口金部３ａ，３ｂとを含む。フィラメント２１ａ，２１ｂは例えば酸化バリウム系のエミッターを塗布してなる。このフィラメント２１ａ，２１ｂはシール部２ａ，２ｂから出ているインナーリード２２ａ〜２２ｄによってそれぞれ保持されている。口金部３ａ，３ｂはセラミック製であり、一方の口金部３ａにおいて一対の電気端子３１ａ，３１ｂが備えられている。シール部２ａ，２ｂは、モリブデン箔２４ａ〜２４ｄによって気密性を保持しつつ、且つインナーリード２２ａ〜２２ｄ、モリブデン箔２４ａ〜２４ｄ、アウターリード２５ａ，２５ｂおよび２６を介して、フィラメント２１ａ，２１ｂと電気端子３１ａ，３１ｄを電気的に接続する役割を担っている。ガラス管１１内には２０ｍｇ程度の水銀と約４００Ｐａの希ガスを封入してある。なお、図の例では、一例として、放電灯３１は２端子タイプの放電灯として構成されている。すなわち、一方のフィラメント２１ａの一端がインナーリード２２ｂ、モリブデン箔２４ｂ、アウターリード２５ａを介して一方の電気端子３１ａに接続され、他方のフィラメント２１ｂの一端がインナーリード２２ｃ、モリブデン箔２４ｃ、アウターリード２５ｂ、２６を介して他方の電気端子３１ｂに接続されている。
【００１２】
本実施例に係る放電灯３１は、ガラス管１１を合成石英ガラスで構成したこと、及び、波長１８５ｎｍの紫外線を効率よく発光しうるよう所定の条件で該放電灯３１のディメンション（バルブ内径やフィラメント間距離などの諸サイズ）を決定したこと、を特徴としている。この点について説明すると、本実施例に係る放電灯３１においては、合成石英ガラスからなるガラス管１１の内径Ｄ（単位はｍｍ）のサイズは８ｍｍ以上とし、フィラメント２１ａ，２１ｂの間隔をＬ（単位はｃｍ）、点灯時のランプ電圧をＶ（単位はＶ（ボルト））、ランプ電流をＩ（単位はＡ（アンペア））とするとき、各値の関係が次の関係式を有するように、設定することを特徴としている。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）  ただし、２．６≦Ｘ≦４．２
ここで、Ｖｆは陽極降下電圧であり、点灯電源によって一義的に決まるファクター（定数要因）であり、１ｋＨｚ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０であり、１ｋＨｚ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０であるとする。
【００１３】
次に、波長１８５ｎｍの紫外線を効率よく発光しうるようにする条件として上記のような関係式を導き出した根拠について説明する。
本発明者らは、基本構造が図１に示すような構造からなる低圧水銀蒸気放電灯３１を各種のサイズで複数用意し、これらを対象にして種々の実験を行い、放電灯の電気特性と１８５ｎｍ紫外線強度の関係を評価した。具体的には、この実験において用いた各放電灯のサイズは、内径８ｍｍ、１３ｍｍ、１８ｍｍ、２３ｍｍのそれぞれの管径で、肉厚１ｍｍ、管長１００〜１６０ｃｍの合成石英ガラス管を用い、フィラメント間距離Ｌ（ｃｍ）を９５〜１５３ｃｍに設定してなるものである。実験にあたっては、中央部に１８５ｎｍ紫外線強度測定用の枝管を付けてＴ字形に構成したガラス管内に、実験対象たる放電灯を挿入し、該ガラス管内を窒素雰囲気で満たすと共に外側には冷却水を流した。また、点灯電源には、約４０ｋＨｚの電子バラスト（安定器）と商用周波数の電磁バラスト（安定器）の２種を用意し、点灯時のランプ電流を、０．４  Ａ、０．６  Ａ、０．８  Ａ、１．０  Ａ、１．４  Ａ（アンペア）の５段階とした。なお、１８５ｎｍ紫外線強度の測定には株式会社オーク製作所の紫外線照度計ＵＶ−１８５（商品名）を使用した。
【００１４】
上述の条件下で、電流をほぼ一定に保持しつつ、冷却水の温度を変化させながら各種電気特性即ちランプ電圧Ｖ、ランプ電流Ｉ、ランプ電力と、１８５ｎｍ紫外線強度とを測定した。冷却水の温度を変化させる理由は水銀蒸気圧を変化させることにある。つまり、１８５ｎｍ紫外線放射効率や電気特性は水銀蒸気圧に依存すると考えられることからその関係を明確にするためである。冷却水の温度を変化させることで余剰の水銀が滞留する最冷部の温度を変化させ、水銀の蒸気圧を変化させたことになる。ちなみに、ランプ電圧Ｖはランプ内の水銀蒸気圧すなわち蒸発量に依存するため、最冷部の温度を変化させることで、ランプ電圧Ｖが可変設定されることになる。或る物理的サイズからなる放電灯においては、ランプ電流Ｉもバラストによって決まる定数要因なので、１８５ｎｍ紫外線強度を左右できる要因は主としてランプ電圧Ｖである。そこで、冷却水の温度を変化させることで結果的にランプ電圧Ｖの値を種々に変化させ、該ランプ電圧Ｖの値を測定すると共にその都度の１８５ｎｍ紫外線強度を測定することにより、当該物理的サイズかつ所定のランプ電流Ｉからなる条件下における、１８５ｎｍ紫外線強度とランプ電圧Ｖとの相関性が判明する。よって、そのようにして測定を行う。
【００１５】
この測定結果に基づいて、１８５ｎｍ紫外線強度については、「消費電力当たりの紫外線強度」という観点から、測定した１８５ｎｍ紫外線強度の値を測定したランプ電力で除算して、その商を「放射効率」の指標（すなわち「１８５ｎｍ紫外線放射効率」）とした。また、ランプ電圧については、「単位長さ当たりの電圧」という観点から、測定したランプ電圧の値Ｖ（Ｖ）から陽極降下電圧（Ｖｆ）という固定的な値Ｖｆ（Ｖ）を差し引き、その解「Ｖ−Ｖｆ」をフィラメント間距離Ｌで除し、その商を「電位傾度」（つまり、フィラメント間距離の単位長さ当たりのランプ電圧）とした。すなわち、測定した「１８５ｎｍ紫外線強度」と「ランプ電圧Ｖ」とを、それぞれ「１８５ｎｍ紫外線放射効率」と「電位傾度」（フィラメント間距離の単位長さ当たりのランプ電圧）に換算することにより、「電位傾度」の各値に対する「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の値を対比することができ、放射効率のよい条件がどのあたりにあるかを把握することができる。なお、陽極降下電圧Ｖｆは、前述の通り、１ｋＨｚ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０とし、１ｋＨｚ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０であるとした。
【００１６】
図２は、一例として、肉厚１ｍｍの合成石英ガラス管を使用した放電灯のサイズが、内径１３ｍｍ、管長１５４ｃｍ、フィラメント間距離１４７ｃｍの物理的条件下で、電気的条件としてはランプ電流Ｉが１Ａ（アンペア）で、約４０ｋＨｚの電子バラストを使用する（つまりＶｆ＝１０）の場合における、「電位傾度」と「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の測定結果を示すもので、「電位傾度」の値を横軸にとり、それに対応する「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の値を縦軸にとり、測定結果をプロットしたものである。ランプ電圧Ｖは、前述の通り冷却水の温度を変化させることで変化させた。図２によれば、「電位傾度」が約０．８８（Ｖ／ｃｍ）のとき、「１８５ｎｍ紫外線放射効率」が最も高い値（約「６」）を示すことが判る。ここから判ることは、「１８５ｎｍ紫外線放射効率」がその最高値つまりピーク値（図２の例では約「６」）を含む適宜の許容範囲内に収まるように、物理的及び電気的諸条件を設定しさえすれば、１８５ｎｍ紫外線を効率よく放射できる放電灯および紫外線照射装置を提供することができる、ということである。この許容範囲としては、実際の紫外線照射状態を観察することにより、ピーク値の「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の約６〜７割程度までは、許容範囲に含めることが適当であることが判明した。例えば、図２の例では、「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の値が最低でも約３．６以上であれば、効率よい放射が得られているとみなせる。その場合、「電位傾度」が約０．７２〜１．１６程度の範囲内に収まるように諸条件が設定されればよいことが図から判明する。
【００１７】
更に別の実測結果について説明する。図２と同様の管径１３ｍｍ、管長１５４ｃｍ、フィラメント間距離１４７ｃｍのサイズの放電灯において、ランプ電流Ｉを種々に異ならせて、各ランプ電流値における「１８５ｎｍ紫外線放射効率」がピーク値となる最適な電位傾度を探索した。その結果得られた各ランプ電流値（たて軸）における最適「電位傾度」（横軸）をプロットした図が、図３である。この図３から、最適「電位傾度」はほぼランプ電流値（Ｉ）の平方根（√Ｉ）に反比例していることが判る。
【００１８】
以下同様にして、本実験に用いた上述した全てのサイズの放電灯について、「１８５ｎｍ紫外線放射効率」がピーク値となる最適な「電位傾度」を探索した結果、いずれの管径でも最適「電位傾度」はほぼ電流値（Ｉ）の平方根（√Ｉ）に反比例することを見出した。また、管径（Ｄ）をパラメータとして最適「電位傾度」をプロットした結果、図４に示すようにいずれの電流においても概ね管径（Ｄ）の平方根（√Ｄ）にも反比例することが判明した。即ち、内径（Ｄ）が８〜２３ｍｍの放電灯において、ランプ電流０．４  〜１．４  Ａの範囲で動作させた場合に、最大の１８５ｎｍの放射効率を得るための最適「電位傾度」は、管径（Ｄ）と電流（Ｉ）の平方根（√Ｄ及び√Ｉ）に反比例することを見出した。これは、高周波の電子バラストと商用周波数の電磁バラストのいずれであっても点灯電流のファクターを考慮しさえすれば、包含される結果となった。
【００１９】
上記より、最適な「電位傾度」にあっては、「電位傾度」つまり「（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ」は、管径Ｄの平方根（√Ｄ）及びランプ電流Ｉの平方根（√Ｉ）に反比例する関係にあり、その比例定数をＸとすると、下記のような関係式で表わせることになる。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）
前記図２の例の場合、内径Ｄ＝１３ｍｍ、ランプ電流Ｉ＝１Ａであったから、（√Ｄ・√Ｉ）は約３．６０５であり、「電位傾度」が上述した約０．７２〜１．１６程度の許容範囲内に収まるためには、比例定数Ｘは、ほぼ「２．６≦Ｘ≦４．２」の範囲の値をとればよいことになる。
【００２０】
以上のような実験結果を考慮して、本願発明によれば、図１に示すような合成石英ガラスで構成したガラス管１１を用いた放電灯３１において、合成石英ガラスからなるガラス管１１の内径Ｄ（単位はｍｍ）のサイズは８ｍｍ以上とし、フィラメント２１ａ，２１ｂの間隔をＬ（単位はｃｍ）、点灯時のランプ電圧をＶ（単位はＶ（ボルト））、ランプ電流をＩ（単位はＡ（アンペア））とするとき、各値の関係が次の関係式を有するように設定することが、１８５ｎｍ紫外線を効率良く放射するための条件とするのがよい、との結論に至った。
（Ｖ−Ｖｆ）／Ｌ＝Ｘ／（√Ｄ・√Ｉ）  ただし、２．６≦Ｘ≦４．２
ここで、前述の通り、点灯電源によって一義的に決まるファクターである陽極降下電圧Ｖｆは、１ｋＨｚ以上の高周波電源で点灯した場合はＶｆ＝１０であり、１ｋＨｚ未満の電源で点灯した場合はＶｆ＝５０であるとする。
【００２１】
ところで、本発明は放電灯の発光管として合成石英ガラスを使用することを特徴としている。合成石英ガラスは、四塩化珪素を出発原料として製造される石英ガラスで、不純物が極めて少なく、短波長域の紫外線透過率に優れている。上述した、「最大の１８５ｎｍ放射効率を得るための電位傾度と管径およびランプ電流との関係」は、合成石英ガラスに限ったことではないが、通常の（天然）石英ガラスを用いて実施した場合には１８５ｎｍの紫外線維持率が急速に低下するので実使用に耐えないのである。通常の（天然）石英ガラスを使用した場合は、もともと短波長域の紫外線透過率が低いことに始まって、１８５ｎｍの放射効率が高まると多くの１８５ｎｍ紫外線を吸収し、ガラス自身が変質し、濁りの発生によって紫外線透過率が低下してしまう。そのため、更なる透過率低下と変質のサイクルを繰り返し、１８５ｎｍ紫外線が急速に低下するものと考えられる。よって、本願発明では、合成石英ガラスを使用することを必須の要素とする。
【００２２】
本発明に係る放電灯を用いた有機物の分解処理装置つまり紫外線照射装置は、例えば半導体製造工程で使用される超純水の精製に利用されるもので、その場合、１年〜３年の長期連続運転に耐えるものでなければならない。合成石英ガラスは初期の紫外線透過率に優れており、且つ変質の核となる不純物の含有量が少ないため、１８５ｎｍ紫外線の放射効率が高い領域で動作させても紫外線維持率を高いレベルを確保できる。もちろん、本発明に係る放電灯を用いた紫外線照射装置は、半導体製造工程に限らず、飲料製造、食品製造、医療、水処理等、有機物の分解処理・殺菌・消毒等の処理を要する汎ゆる分野で利用可能である。
【００２３】
図５は、従来技術による放電灯を搭載した紫外線照射装置Ｂと本発明の実施例に述べた放電灯を搭載した紫外線照射装置Ａについて、ＴＯＣ濃度１０ｐｐｂの原水を１ｐｐｂ以下にできる処理能力を単位消費電力量当たりの流量で比較した実測データを示す図である。図は従来装置Ｂの初期値を１００％として表示してある。従来装置Ｂと本発明装置Ａとでは、まず初期において大きな性能差があり、使用時間が進むにつれて差異が更に大きくなるのが判る。ちなみに、従来技術の放電灯を搭載した紫外線照射装置の１年間の使用目安となる８５００時間後の能力を１とすると、本発明の放電灯を搭載した紫外線照射装置Ａは約２．５倍以上になることが確認された。上述したように、本分野における紫外線処理装置は１年〜３年の長期連続運転を考慮している。また、この間のメンテナンスフリーというニーズも利用者に高まりつつある。よって、本発明装置による上述の高性能は、必要に応じて間引き点灯しながら稼動することも可能とするものであり、そうすると、単に省エネルギーのみならず、省メンテナンスにも繋がる、という優れた効果が期待できるものである。
【００２４】
すなわち、上記実施例に係る放電灯を使用した紫外線照射装置における運用方法例について説明すると、該放電灯を設置して所定の処理対象（液体又は固体等）に対して有機物分解・殺菌・消毒等の処理を施す処理装置において、該放電灯を複数灯設置する。そして、設置された複数灯のうち所定数を消灯し残りを点灯するという謂わば「間引き点灯」を行い、かつ、この消灯及び点灯する放電灯の組み合わせ（つまり「間引き点灯」の組み合わせ）を時間的経過に従い適宜変更するようにする。これにより、設置した放電灯の総数よりも少ない数の放電灯を間引き点灯使用し、この間引き点灯の組み合わせを時間的経過に従い変更して、使い回しすることで、放電灯の一斉交換期間を延長させることができ、交換メンテナンスの手間を省き、長期間にわたる稼動を可能にすることができる。このような運用方法の運用例としては、例えば放射効率の悪かった従来型の放電灯をｎ個設置して全数点灯していた紫外線照射装置において、本発明に係る放射効率の良い放電灯を用いればｎよりも少数のｍ個の放電灯を点灯するだけで必要十分な処理効果を上げることができることに鑑み、本発明に係る放射効率の良い放電灯を同時に点灯必要なｍ個よりも多いｎ個（従来通り）設置して紫外線照射装置を構成し、これを上記のように間引き点灯する、という運用例がありうる。
【００２５】
以上述べたように、本発明は、低圧水銀放電灯における１８５ｎｍ紫外線の放射効率を高め、且つその維持率を高いレベルで確保することを目的にして、発光管体をなす石英ガラスを合成石英ガラスで構成し、管体の内径Ｄおよびフィラメント間距離Ｌというジメンジョンと、ランプ電流Ｉおよびランプ電圧Ｖという電気特性との関係に適正な法則が存在することを見出すことによってなされた発明である。よって、そのような本発明の特徴を充足するものであれば、放電灯の構造それ自体は図１に示したタイプのものに限らず、どのような構造のものであってもよい。例えば、実施例では金属水銀を封入した放電灯について述べたが、水銀と他の金属のアマルガムを封入した放電灯であっても同様の効果を奏する。また、フィラメントを常時加熱するコンテニュアスヒーティングタイプの放電灯やフィラメントとアノードを併設したタイプの放電灯、あるいは両側に充電ピンを出した両口金タイプであっても、低圧水銀蒸気放電灯であれば、同様の作用・効果を発揮するものである。もちろん、放電灯の端子構成も、図１のような２端子３１ａ，３１ｂからなるものに限らず、４端子構成等であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、低圧水銀蒸気放電灯における１８５ｎｍの紫外線放射効率向上を図ることができる。また、当該紫外線の維持率を高め、省エネルギー・省メンテナンス効果を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯の一実施例を示す側面断面略図。
【図２】本発明に係る放電灯の一実施例による実験結果に基づく「電位傾度」と「１８５ｎｍ紫外線放射効率」の関係を例示するグラフ。
【図３】本発明に係る放電灯の一実施例による実験結果に基づく「ランプ電流」と最適「電位傾度」との関係を例示するグラフ。
【図４】本発明に係る放電灯の一実施例による実験結果に基づくガラス管の内径と最適「電位傾度」との関係を、「ランプ電流」の各値に対応して、例示するグラフ。
【図５】本発明に係る放電灯を使用した紫外線照射装置における時間経過に伴う処理能力の変化の実験結果を、従来装置と比較して例示するグラフ。
【図６】従来の放電灯を使用した紫外線照射装置の一例を示す側面断面略図。
【符号の説明】
３１  放電灯
１１  合成石英ガラスからなるガラス管
２１ａ，２１ｂ  フィラメント
２ａ，２ｂ  シール部
３ａ，３ｂ  口金部
２２ａ〜２２ｄ  インナーリード
３１ａ，３１ｂ  電気端子
【図１】
0003563373.tif 000002
【図２】
0003563373.tif 000003
【図３】
0003563373.tif 000004
【図４】
0003563373.tif 000005
【図５】
0003563373.tif 000006
【図６】
0003563373.tif 000007