(57)【要約】【目的】メンテナンスフリーで、苛酷な環境に対応できる紫外線ランプを提供する。【構成】少なくとも一の放電管１２と、放電管を収容し且つ貫通口１５を有する外筒１４と、外筒内に所定温度の流体を外圧より高い所定流入圧で導入するための流体導入手段１３とを備え、流体導入手段により外筒内に導入された流体を貫通口から排出すると共に、放電管からの波長を貫通口から射出することを特徴とする紫外線ランプである。外筒内に放電管と共に収容された少なくとも一の分散筒１３を流体導入手段として用い、分散筒の基端部１７から供給された流体を、分散筒に設けた開口１６から放電管を覆うように吐出した後、外筒内に導入するように構成することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一の放電管と、放電管を収容し且つ貫通口を有する外筒と、外筒内に所定温度の流体を導入するための流体導入手段とを備え、流体導入手段により外筒内に導入された流体を貫通口から排出すると共に、放電管からの波長を貫通口から射出することを特徴とする紫外線ランプ。
【請求項２】
流体導入手段が、外筒内に放電管と共に収容された少なくとも一の分散筒であり、分散筒の基端部から供給された流体が分散筒の内部を通り、分散筒に設けられた開口から外筒内に導入されることを特徴とする、請求項１の紫外線ランプ。
【請求項３】
外筒の貫通口が、外筒に形成された多数の微細孔、または、一または複数のスリットであることを特徴とする、請求項１または２の紫外線ランプ。
【請求項４】
放電管がオゾン発生放電管であり、流体導入手段から導入される流体が酸素ガスであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかの紫外線ランプ。
【請求項５】
外筒または外筒を覆う保護筒が弾性材料で形成され、該外筒または保護筒には逆止弁として作用する切り込みが設けられていて、ランプ内に流体が供給されないときには閉じて外部から粉塵等が入り込むことを防止し、流体が供給されると開いて流体および光を貫通口から外部に放散することを許容することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかの紫外線ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外線ランプ（紫外線以上の短波長を発生するランプを総称する、以下同じ）に関し、より詳しくは、電極部及び放電管を低温化し、且つ、粉塵等の劣悪環境下でも放電管部の汚れを防止して、殺菌線（波長253.7nm線）やオゾン線（波長184.9nm線）などの放電管から発生する波長を安定して出力することができる防塵性の紫外線ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の紫外線（ＵＶ）ランプは、殺菌線やオゾン線等の発生域を、使用温度域や使用環境を想定して製作されていたが、ランプの多灯化（集中設置）による設置部の温度上昇や、ランプ装着周囲環境により、殺菌線やオゾン線等の発生量が左右され変動しやすいものであった。
【０００３】
このため、殺菌消臭ランプとして使用する場合は、設計時に想定された条件を満たす、清潔で放電管への付着物の無い周囲環境が必要であると共に、温度変化の少ない環境が必要となる。
【０００４】
また、酸素濃度の低い場所では、活性化できる酸素も限られてしまうこととなるので、低濃度の酸素環境でオゾン殺菌・消臭を行うことは不可能であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のＵＶランプによると、使用する温度環境毎にランプを設計・製作しなければならいし、使用環境の設計対象温度域に幅がある場合は、殺菌線やオゾン線等の発生にムラが出てしまうので、ランプを運用すべき温度環境をある程度決めてやらなければならない。設計温度と使用温度が大幅に変わると、チラツキ（電極間に電子が到達しきれない状態）が発生し、極端な場合にはランプの点灯すら困難になる。
【０００６】
また、発生した殺菌線やオゾン線等は非常に小さな周波数なので、ランプ表面（放電管）に付着した汚れ等により容易に吸収されてしまう。このため、粉塵等の多い場所では、ランプ表面が汚れるに従いランプから発生した殺菌線やオゾン線等がランプ表面の汚れで吸収されてしまい、効果が短時間で容易に減衰してしまうことになる。また、水滴等放電管を局所的に冷却させるようなものが付着すると、放電管自体の破損に至るおそれもある。このように、使用環境は自ずと限られてしまい、汚れが付き易い汚い場所での殺菌消臭に用いるには不適であった。このような場所での使用に際しては防滴カバー等の付帯設備を設けることも一案であるが、コスト増を招くので好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術の不利欠点を解消し、メンテナンスフリーで、苛酷な環境においても所期の性能を発揮し得る新規な構成の紫外線ランプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、少なくとも一の放電管と、放電管を収容し且つ貫通口を有する外筒と、外筒内に所定温度の流体を外圧より高い所定流入圧で導入するための流体導入手段とを備え、流体導入手段により外筒内に導入された流体を貫通口から排出すると共に、放電管からの波長を貫通口から射出することを特徴とする紫外線ランプである。
【０００９】
請求項２に係る本発明は、請求項１の紫外線ランプにおいて、流体導入手段が、外筒内に放電管と共に収容された少なくとも一の分散筒であり、分散筒の基端部から供給された流体が分散筒の内部を通り、分散筒に設けられた開口から放電管を覆うように吐出された後、外筒内に導入されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る本発明は、請求項１または２の紫外線ランプにおいて、外筒の貫通口が、外筒に形成された多数の微細孔、または、任意の方向に延長する一または複数のスリットであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る本発明は、請求項１ないし３のいずれかの紫外線ランプにおいて、放電管がオゾン発生放電管であり、流体導入手段から導入される流体が酸素ガスであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る本発明は、請求項１ないし４のいずれかの紫外線ランプにおいて、外筒または外筒を覆う保護筒が弾性材料で形成され、該外筒または保護筒には切り込みが設けられていて、外筒の内圧が低いときには閉じて外部からの粉塵等のランプ表面を汚す物質が入り込むことを防止し、外筒の内圧が高くなると開いて流体および光を貫通口から外部に放散することを許容することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の防塵ＵＶランプは、所定の温度に調節された酸素ガスなどの流体を流体導入手段から放電管を収容する外筒内に供給し、外筒に設けた貫通口から系外に排出するように構成されているため、その使用環境にかかわらず、放電管を定温化させることができ、安定した波長を出力することができる。
【００１４】
また、流体が常に外筒の貫通口から噴出している状態で使用されることにより、この噴出によってエアーカーテン効果を生じ、ランプ表面を汚す物質が多い劣悪環境下で使用される場合であっても、放電管から発生される殺菌線やオゾン線等を安定してランプ外に放射することができる。
【００１５】
これらの効果を発揮することから、本発明の防塵ＵＶランプは、紛体タンク内や無酸素状態のタンク内の殺菌消臭ランプ、定温効果内で適用可能な中温度の炉内や低温度の庫内の殺菌消臭ランプ等に適用可能であると共に、放電管表面の汚れが付き難いことからメンテナンスフリーの殺菌消臭ランプとして好適に使用することができる。
【００１６】
外筒に設けられた法線状の貫通口は、流体導入手段からの流体を排出するための流体排出口として機能すると同時に、放電管が発生した波長を射出するための光射出口として機能するので、放電管からの殺菌線やオゾン線等がその周波数を実質的に維持したままの状態でランプ外に放出されることとなり、ランプ表面での各波長の消滅を防止することができる。すなわち、貫通口以外の外筒表面が汚れたとしても、それとは無関係に、殺菌線やオゾン線等を放出し続けることができる構造となっている。
【００１７】
このように、本発明の防塵ＵＶランプは、外筒の貫通口から光を射出する構造であるので、外筒はガラス等の透明材料に制約されない。すなわち、ランプの外的強度を高めたり、自由な外観デザインを与えるために、任意の材料で外筒を形成することができ、たとえば反射の多い金属を使用したり、弾力のある樹脂を使用することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の一実施形態によるランプ１０を示す模式図であり、図２は角度を変えて見たときのランプ１０の内部構造図である。
【００１９】
符号１１はランプ構成を支えるベースであり、このベース１１に、放電管１２と、放電管１２を均一に定温化させるための流体を分散供給する分散筒１３と、この流体を吐出させる空隙１５を有する外筒１４とが固定されて成る。この実施形態では、一つの放電管１２と二つの分散筒１３が外筒１４内に収容されている。
【００２０】
放電管１２は公知または市販の殺菌線発生管やオゾン線発生管を用いることができる。また、この実施形態ではＵ字管が用いられているが、直管や曲管等任意形状の放電管１２を用いることができる。放電管１２の基端部（電極部）はベース１１の穴を貫通して外部に導通されており、所要の結線が行われる。
【００２１】
一対の分散筒１３，１３はそれらの間に放電管１２を挟んで対向するように配置されており、放電管１２側には複数の流出口１６が開口している。各分散筒１３の基端部もベース１１の穴を貫通して外部に導通しており、流体供給源（図示せず）に接続されている。流体供給源は、放電管１２が適切に作動するような所定温度に調節されると共に不純物が取り除かれた流体（たとえば酸素ガスや水）を供給する。
【００２２】
外筒１４は、その基端部がベース１１に固定されている。外筒１４は金網や樹脂等任意の材料で形成することができ、この実施形態では、空隙１５として多数の微細孔を有するパンチングメタルで形成されている。空隙１５は外筒１４の全般に亘って規則的に設けられているが、その配列は任意であり、部分的・偏在的であっても良い。
【００２３】
この流体が各分散筒１３の流体供給口１７に供給されると、各分散筒１３の内部を通って、流出口１６から放電管１２に吐出され、放電管１２を流体温度と略同一に定温化（加温または冷却を含む）する。また、この流体が放電管１２に向けて吐出されることにより、異物が放電管１２に付着するのを防止するので、放電管１２からは常に所期の波長が発生される。
【００２４】
流体供給が放電管１２の点灯・消灯にかかわらず継続されることにより、放電管１２に吐出された流体は外筒１４内に充満し、外筒１４の空隙１５からランプ外部に排出され続け、空隙１５を閉塞させることなく確保する。流体の流入圧は流体供給源からの加圧に限らず、外筒１４の外部からの吸引（負圧）によってもたらされても良く、流体供給継続中は、放電管１２を点灯しなくても、放電管１２から発生する光子の系外への道筋を確保できることとなり、放電管１２の点灯後は、放電管１２内で生まれる光子が何ら損傷を受けることなく空隙１５から飛び出し続けることが可能となり、系外の環境にかかわらず系外への光子照射が継続的にも断続的にも行われる。
【００２５】
外筒１４の空隙率に比例して放電管１２からの出力が減少するが、本発明のランプ構造によれば、放電管１２と分散筒１３を外筒１４内に収容してこれらをベース１１にて固定一体化しているので、放電管１２と外筒１４との間隙を極小化することができ、すなわち、光源から外筒空隙１５までの距離を接近させることができるので、外筒空隙１５から外部に向かっての光の拡散角度の広角化が期待できる。したがって、外筒空隙率に対する出力損失は最小限に抑えることができる。さらに、必要であれば、外筒１４内面の反射率を高めるように鏡面加工を行って出力低下を抑えるようにすることが好ましい。
【００２６】
天然石英管等オゾン線を透過させる放電管１２を用いると共に、供給する流体として酸素ガスを用いれば、放電管１２の回りを酸素で覆うことができるので、効率よく酸素を活性化させることができ、ランプ１０自体をオゾン発生器として用いることができる。同様の原理で、酸素に限らず、外筒１４内に導入された物質に効率的にＵＶ照射することができる。
【００２７】
本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の発明の範囲内において多種多様な変形態様を取り得る。
【００２８】
たとえば、上述の実施形態では外筒１４をパンチングメタルで形成して、その微細孔を流体排出口及び光照射口としての空隙１５として用いているが、これに代えて、図３に示すように、任意本数のスリット１５‘を外筒１４に形成しても良い。スリット１５’の形成位置や本数を適宜選択することによって、外筒１４外への照射角度範囲や照射面積を任意に設定することができる。
【００２９】
また、図４に示す実施形態では、外筒１４の先端に流体排出用の管１８を設けている。この実施形態において、オゾン線を透過させない、または内面に反射率の高い素材を用いて外筒１４を形成して酸素ガスを導入すると、放電管１２により活性化された活性酸素が排出管１８から放出され、オゾン発生器として好ましい構造となる。
【００３０】
また、分散筒１３は必ずしも必須ではなく、特に放電管１２の長さが短い場合は、これを割愛することができる。この場合は、流体供給源からの流体を、ベース１１に形成した流入口から直接外筒１４内に導入して放電管１２を定温化し、貫通口１５，１５‘や排出管１８から排出する。
【００３１】
なお、流体は気体に限定されず、用途によっては不純物を除去した所定温度の水などの液体も使用可能である。
【００３２】
本発明の構造によれば、外筒１４内に導入された流体が貫通孔１５，１５‘や排出管１８から外部に放出されることによって貫通孔（排出管）の汚れや閉塞を防止することができるが、さらに、図５に示すように、弾性材料で形成した保護筒１９で外筒１４を覆い、この保護筒１９に任意に切り込み２０を入れておくと、該切り込み２０が逆止弁として作用するので、汚れや閉塞防止により効果的である。流体が供給されていないときは切り込み２０による弁が閉じて外部からの粉塵等の進入を防止し、流体が供給されると弁が開き、流体を外筒１４の外部に吐出するとともに放電管１２が発生した光を外部に照射できるようになる。このような保護筒１９自体を外筒１４に代えて用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による紫外線ランプを示す概略外観図（ａ）およびＩ−Ｉ断面図（ｂ）である。
【図２】このランプの内部構造図（ａ）およびＩＩ-ＩＩ断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の別の実施形態による紫外線ランプを示す概略外観図（ａ）およびＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（ｂ）である。。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による紫外線ランプを示す概略外観図（ａ）およびＩＶ−ＩＶ断面図（ｂ）である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による紫外線ランプを示す概略外観図（ａ）およびＶ−Ｖ断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  紫外線ランプ
１１  ベース
１２  放電管
１３  分散筒
１４  外筒
１５  貫通口
１５‘  貫通口（スリット）
１６  流出口
１７  供給口
１８  排出管
１９  保護筒
２０  切り込み
【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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